Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia Siófok, szeptember

Méret: px
Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia Siófok, 2010. szeptember 22 24."

Átírás

1

2

3 Az Élhető Vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia Siófok, szeptember Konferenciakötet Szerkesztette: Kovács Gyula, Gelencsér Géza és Centeri Csaba Koppányvölgyi Vidékfejlesztési Közhasznú Egyesület Törökkoppány 2010.

4 AZ ÉLHETŐ VIDÉKÉRT 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia Siófok, szeptember Tudományos bizottság Prof. Dr. Ángyán József Prof. Dr. Báldi András Prof. Dr. Guy Turchany Prof. Dr. Németh Tamás, elnök Prof. Dr. Várallyay György Szervező bizottság Dr. Centeri Csaba Gelencsér Géza, elnök Kovács Gyula Dr. Vona Márton Szervezők Völgy Hangja Fejlesztési Társaság Közhasznú Egyesület Koppányvölgyi Vidékfejlesztési Közhasznú Egyesület Támogatók Nemzeti Civil Alapprogram Új Magyarország Vidékfejlesztési Program Partnerek Szent István Egyetem Környezet- és Tájgazdálkodási Intézet "RIPARIA" Természetbarátok Egyesülete - Szabadka WWF Danube-Carpathian Programme - Románia Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület Dél-balatoni helyi csoport Honlap Cím 7285 Törökkoppány, Kossuth L. u. 66. Telefon/fax 84/ ISBN Ajánlott hivatkozási forma Turchany, G. 2010: Ember és a természet viszonya a globális rendszerben. In: Kovács Gy., Gelencsér G., Centeri Cs. (szerk.): Az Élhető Vidékért 2010 környezetgazdálkodási konferencia. Siófok, szeptember Konferenciakötet. Koppányvölgyi Vidékfejlesztési Közhasznú Egyesület, Törökkoppány. p

5 Tartalom Előszó... 7 Plenáris előadások... 8 Ember és a természet viszonya a globális rendszerben... 9 Guy Turchany A víz, mint természeti erőforrás az éghajlatváltozás tükrében Konecsny Károly és Mika János A talaj, mint természeti erőforrás Várallyay György A biológiai sokféleség szerepe az élhető vidék fenntartásában Báldi András és Kovács-Hostyánszki Anikó Szekció előadások Talajerő-gazdálkodás szekció A Nitrát Direktíva (91/676/EEC) és az EU 27 országok NP forgalmának a fenntartható NP trágyázás alapelvei alapján történő értékelése: egy egyedülálló lehetőség hazánk vidékfejlesztési pozícióinak meghatározó mértékű javítására Csathó Péter A hazai mezőgazdasági területeink tápanyag-ellátottságának megítélése Pálmai Ottó és Horváth József A barna erdőtalajok változása Somogy Megyében a TIM vizsgálatai alapján Markó András és Labant Attila A talajerő-gazdálkodás javításának lehetőségei Centeri Csaba Vízkészlet-gazdálkodás szekció Síkvidéki területeink belvízproblémái, különös tekintettel a évi tapasztalatokra Pálfai Imre Kisvízfolyások és vízgyűjtő területeik problémái, különös tekintettel a vidékfejlesztésre Bardóczyné Székely Emőke Az éghajlatváltozás hatása a kisvízi lefolyásra módszertani tanulmáy a Zagyva példáján Nováky Béla Biodiverzitás szekció Élőhelyfejlesztés vs. élőhelyvédelem A Pannonhalmi Világörökségi Helyszín fejlesztési alapelvei Pottyondy Ákos A konferencia résztvevőinek munkái A cinkhiány és auxinkezelés növényfiziológiai hatásai kukorica és uborka csíranövényeken Bákonyi Nóra, Gajdos Éva, Tóth Brigitta, Marozsán Marianna, Walid M. El-Rodeny, Lévai László és Veres Szilvia 3

6 Az ammónium-nitrát és a Microbion UNC baktériumtrágya hatása az angolperje tápelemfelvételére Balláné Kovács Andrea, Kremper Rita és Jakab Anita Javítható a talajbiológiai aktivitás egy ökológiai gazdálkodás vetésforgó parcelláiban szárnyasok bevonásával Biró Borbála, Domonkos Mónika, Pusztai Péter és Radics László A talajerő-gazdálkodás régi-új lehetősége, édescsillagfürt a kedvezőtlen termőhelyi adottságú agroökológiai körzetekben Borbély Ferenc, Henzsel István és Tóth Gabriella Biológiai talajjavítás lehetősége fehérvirágú csillagfürttel gyenge termékenységű, savanyú barna erdőtalajokon Borbély Ferenc, Tóth Gabriella és Henzsel István Vörösagyagos rendzina lejtőhordalékának geokémiai jellemzése Czirbus Nóra, Nyilas Tünde és Hetényi Magdolna Erózióveszélyeztetettség vizsgálata a Soproni-hegység erdősült kisvízgyűjtőjén az USLE és az EROSION-3D modellekkel Csáfordi Péter A felelős környezeti magatartás modelljei Csiszár Gyöngyi Zöld gazdaság területi dimenziói Duray Balázs Tájhasználat váltás lehetőségei a természeti szolgáltatások növeléséért Flachner Zsuzsanna és Nagy Gergő Gábor Kadmiummal és baktérium alapú biotrágyával kezelt napraforgó hibridek növényfiziológiai vizsgálata Gajdos Éva, Bákonyi Nóra, Marozsán Marianna, Víg Róbert, Veres Szilvia és Lévai László Környezetkímélő trágyázási módok egy tartamkísérlet eredményei alapján Henzsel István és Györgyi Gyuláné A Nemzeti Park Igazgatóságok gazdálkodása és A vidékfejlesztésben játszott szerepük Horváth Kitti és Nagy Gabriella Mária Baktériumtrágyák hatása a talaj-növény rendszer N- és P-forgalmára különböző típusú talajon Kincses Sándorné és Kremper Rita A növényzet változásának vizsgálata a tájhasználat-változás függvényében a Dorozsma-Majsaihomokhát egy mintaterületén Király András Magyarországi vizesélőhely-rekonstrukciók természetvédelmi jelentősége madártani szempontból Kovács Gyula Vizesélőhely-fragmentumok szerepe a természetvédelemben koppányvölgyi esettanulmány Kovács Gyula, Winkler Dániel, ifj. Jakus László és Sáfián Szabolcs A TDR készülék direkt sókalibrációs módszerének értékelése Kremper Rita, Balláné Kovács Andrea, Bertáné Szabó Emese és Sándorné Kincses 4

7 Mikroklíma módosítás lehetősége gyümölcsültetvényben Lakatos László, Nyéki József, Szabó Zoltán, Soltész Miklós és Veres Emese Zsenicemeggy-levéltetű (Rhopalosiphum padi L.) kolonizációja és kukorica különböző szerveinek ciklikus hidroxámsav-tartalma közötti összefüggés Makleit Péter Az energianád (Miscanthus sp.) energetikai hasznosítása Marosvölgyi Béla Az erdőtalajok megőrzését szolgáló környezetkímélő tápanyag-gazdálkodás Marozsán Marianna Számszerűsített fenntarthatósági teljesítmény Molnár András Ártéri gazdálkodás alkalmazásának lehetőségei, az árvízi biztonság növelése érdekében a Közép- Tisza vidékén Molnár Sándor Fejlett nem invazív technológiák alkalmazása almatermésűek vízkészlet-gazdálkodásának értékelésére Nagy Attila, Tamás János, Szabó Zoltán, Soltész József és Nyéki József Éghajlati anomáliák szerepe gyümölcsösök táplálkozási zavarainak kialakulásában Nagy Péter Tamás, Kincses Sándorné és Soltész Miklós Különböző komposztok hatása a növényi produkcióra és a talaj könnyen oldható tápanyagtartalmára Szabó Anita és Vágó Imre Tápanyag-utánpótlási szintek elkülönítésének lehetősége az őszi búzában (Triticum aestivum L.) spektrális vizsgálatok alapján Szalay D. Kornél, Tarnawa Ákos, Balla István, Tolner Imre T. és Fenyvesi László Biogáz üzemből kikerülő fermentlé precíziós kijuttatásának víminőség-védelmi monitoringja Szőllősi Nikolett, Tamás János, Petis Mihály és Mézes Lili Savkezelés hatásának vizsgálata egy talaj optikai tulajdonságaira Tolner Imre T., Szalay D. Kornél és Tolner László Ipari melléktermékekkel a CO 2 emisszió csökkentéséért Tóth Brigitta Biológiailag aktív növényi kivonat antibakteriális és antifungális hatásainak vizsgálata Tóth Csaba Tamás, Szabó Zsuzsanna és Csubák Mária Kisvízfolyások menti védett láprétek vízháztartás változásai, fennmaradásuk biztosításának lehetőségei Vona Márton és Szabó Boglárka Szerzők szerinti mutató

8 6

9 Előszó szeptember között, Siófokon rendeztük meg az Élhető Vidékért 2010 környezetgazdálkodási konferenciát. Jelent kötet a konferencián elhangzott előadások tartalmát és a résztvevők tudományos munkáinak eredményeit tartalmazza. A helyszínen tapasztalt kellemes és inspiratív légkör, valamint a visszajelzések alapján az eredmények több tekintetben is előremutatóak. Sikerült a figyelmet ráirányítani a természeti erőforrásaink, a talaj, a víz és a biodiverzitás jelenlegi helyzetére, problémáira és a megoldási lehetőségekre. A konferencián három egymással összefüggő, ám mégis sokszor csak egymás mellett tevékenykedő tudományág képviselői találkoztak, megosztották gondolataikat, és egyfajta közös gondolkodás valósult meg a természeti erőforrásainkkal fenntartható módon történő gazdálkodás témakörében. Nagy hangsúlyt kapott a problémafeltáráson túl, a pontos okok meghatározása és esetenként a már működő jó gyakorlat, a példák bemutatása. Az egyes természeti erőforrásokat tekintve a hazai helyzetkép alapján az ország a potenciál tekintetében előnyös tulajdonságokkal rendelkezik, sőt sok esetben jobb a helyzet, mint Nyugat-Európában, csupán ezek használata nem mindig optimális. A közelgő soros elnökség számára a tanácskozás üzenete az, hogy Magyarországnak és Európának mindent meg kell tennie a megfelelő talajerő- és a vízkészletgazdálkodás, valamint a biodiverzitás megőrzése érdekében. Nyilvánvaló, hogy a szükséges tudás rendelkezésre áll az országban, ami európai szinten is kamatoztatható, ugyanakkor ehhez a tudomány infrastrukturális fejlesztése elengedhetetlen feladat. Természetesen csak akkor érhetünk el sikereket, ha a tudományos eredmények, ajánlások döntéshozói szinten meghallgatásra találnak, illetve ehhez döntéshozói akarat is társul. Szeretnénk megköszönni a támogatók, a szakmai partnerek, az előadók és a résztvevők munkáját! Somogydöröcske, október 30. A szerkesztők 7

10 Plenáris előadások 8

11 EMBER ÉS A TERMÉSZET VISZONYA A GLOBÁLIS RENDSZERBEN GUY TURCHANY Pannon Egyetem és UIDD Université Internationale du Développement Durable 4069 Egyek, Petőfi S. u. 7., Összefoglalás Obama azt mondta, nem tudja előrejelezni, hogy az USA képes-e egy teljes átmenetre az olaj-alapú gazdaságról másra az ő életében. De hozzátette: itt az idő elkezdeni ezt az átmenetet és új módon befektetni, hogy energia legyen belőle. [...] Fogalmam sincs, hogy milyen új energiaforrás lesz elérhető, milyen technológia viheti lejjebb a megújulók árát. [...] Amit előre tudunk jelezni, az a fosszilis források elérhetőségének csökkenése: egyre drágább lesz kitermelni, és a környezeti terheket gyermekeinkre, unokáinkra és dédunokáinkra hagyjuk, hogy cipeljék. Obama kijelentése lehet figyelmeztető jellegű, elsősorban mert figyelmen kívül hagyja, hogy a természeti erőforrások egy komplex rendszer részei, melynek nem központja, hanem része az ember. Klímaváltozás, energia-, víz-, és élelmiszergazdálkodás egymással összefüggőek, a kölcsönhatások megértése az ember és természet viszonyában alapfeltétele annak, hogy Obama aggodalmaira kielégítő választ adjunk. Ezért a fent említett problémákat az Általános Rendszerelmélet természetfilozófia szerint fogjuk elemezni. Az elemi összetevőkön túl mindig az Egészet, a kapcsolataikat, a kölcsönhatásaikat, a rendszer önszerveződését és a megismerési folyamatokat vizsgálva. Az egész több, mint a részek összege, a tulajdonságai nem következnek az alkotórészek jellegzetességeiből. Az oksági kapcsolatok bonyolult, összetett hálózatot képeznek. Az elmélet lényege, hogy a rendszer olyan egészet alkot, melynek komplexitási foka magasabb, mint az alkotórészeinek komplexitási foka, azaz saját tulajdonságokkal rendelkezik. Szándéka szerint a rendszerelmélet egyrészt a rendszer egy pillanatnyi állapotáról (egyensúly) kíván beszámolni, másrészt pedig az egyik állapotból a másikba való átalakulás törvényeiről, egyebek között a visszacsatolás fogalmának bevezetésével. Ezeknek az összefüggéseknek tükrében fogom megvizsgálni a mai világtrendeket az élhető város vidék összefüggéseinek figyelembevételével, hogy megelőzzük a félreértéseket, mert amint D. de Rougemont írta a legnagyobb félreértések abból születnek, amikor a szavak értelmét keverjük össze. Kulcsszavak: fenntartható fejlődés, rendszerelmélet, holisztika Bevezetés Az emberiséget érő legnagyobb bajok félreértések következményei, ellentétben a pártos vita véleményével, mely szerint ez, egyesek galádsága által mások természetes jóságán aratott győzelem eredményeként jönne létre. Azonban a legnagyobb félreértések abból születnek, amikor a szavak értelmét keverjük össze. Nem lehet a kifejezéseket megszokásból, felületesen alkalmazni, mivel minden a szavakon dől el, a szó legszorosabb értelmében. Ha a kezdeti lépésektől fogva nem definiáljuk pontosan az általunk használt kifejezéseket, akkor vagy előbb egy részlet veszik el, vagy később egy olyan területre tévedünk, ahol már nincs szankció, nincs igazságszolgáltatás, ahol bárki azt állíthatja, hogy ő nyert, ahol egyesek győzelme mások szemében csalással egyenértékű. Szankció alatt egy dolog igaz vagy a hamis volta felől hozott egyszerű döntést értem, egy olyan területen, ahol néhány alapigazság mindenki által elismert (Denis de Rougemont: Penser avec les mains. Edition Gallimard, 1932). Ezért fontos a fenntartható fejlődés fogalmainak és hatáskörének definiálása, annak érdekében, hogy tanulmányozhassuk annak társadalmi, politikai és műszaki alkalmazásának lehetőségeit. 9

12 Fenntartható fejlődés A Fenntartható Fejlődés (développement durable) egy új fogalom 1. A fejlődésről (franciául développement), mint olyanról, már szó esik a történelem korábbi korszakaiban is. Igaz, hogy ez alatt a kifejezés alatt az ember belső fejlődését, és/vagy a birodalmak térhódítását, terjeszkedését értették. Ugyanazon szó fordul elő a kultúrák kialakulása (franciául a fejlődés szót használjuk a kialakulás helyett), virágzása, vagy letűnése kifejezések kapcsán. Láthatjuk, hogy a fejlődés kifejezés nem kötődik kizárólagosan egy kultúrához. Tudomásunk szerint kizárólag az európai kontinens döntött a szó kisajátítása mellett, saját ideológiáinak és anyagelvű civilizációjának a többi kultúra fölé helyezésével. Napjainkban, az európai ideológiában való kizárólagos hit már meginogni látszik. Ezt a hirtelen jött kételyt tolmácsolja a Fenntartható Fejlődés fogalma, amely egy olyan teljesen új fogalom, amelyhez kapcsolódó nagy költségvetésű kutatásoknak nem kéne mást eredményezniük, mint a Felvilágosodás kori feltevések enyhítését: elképzelhető-e valójában az európai kultúra és szubkultúrák dicsőségének további hajszolása? A kérdés nem csupán elméleti. Az európai és az európaihoz tartozó civilizációk ideológiai és anyagi fölényéről van szó. Minden kultúrának jogában áll saját viszonyait kritikusan szemlélnie. Az egyetlen dolog, amihez a kutató ragaszkodik, az az igazság, még akkor is, ha ez a fogalom mostanra már kissé vitathatóvá vált. Hogyan vetődik fel ma ez a kérdés? A Riói nyilatkozat angol változatát olvasva igen nehéz megérteni és definiálni a fejlődés szót. Mit értettek a szerzők a fejlődés/développement szó alatt? A címben a környezetet és a fejlődést felsorolásként említik. Pár bekezdéssel lejjebb ezt olvashatjuk Global environmental and development system, amely egy, a bolygónk egészére kiterjedő, a környezetvédelemmel és a fejlődéssel kapcsolatos globális rendszert jelent. Ezek után néhány idézett példával illusztrálnánk azokat a különböző jelentéseket vagy szövegkörnyezeteket, amelyekben a fejlődés szó előfordulhat az angol nyelvben: 1. environment and development, 2. environmental and developmental system, 3. sustainable development, 4. environmental and development policies, 5. right to development, 6. developmental and environmental needs, 7. developmental process, 8. enhancing development. Konstatálhatjuk, hogy a fejlődés szó jelentését a rá vonatkozó melléknév, vagy a szövegösszefüggés függvényében különféleképpen értelmezhetjük. Sőt mi több, a francia développement fejlődés fogalmának értelmezése a Quillet francia nyelv szótára szerint a következő: Fejleszteni, és fejlődni, vagy ennek a cselekedetnek konkrét és átvitt értelmű eredménye. Rügyfakadás: (A rügy fejlődése franciául). Egy tan (doktrina) kifejtése. (Tan fejlődése franciául.) A kereskedelem és az ipar fejlődése. Valójában minden, amit teszünk, Quillet szerint fejlődéssel jár. Ez tehát sokféle interpretációt eredményez. A helyzet alig jobb a magyar fenntartható szóval fordított, azonban franciául durable, (magyarul tartós) szóval, amely még mindig a Quillet értelmezése szerint sokáig kell tartson például: Tartós, ami hosszú ideig marad fent, hosszú életű, mint például egy szerkezet, bizonyos autók, vagy akár a cipőim is lehetnek tartósak! Ez a kifejezés a megszakítás nélküliségre is 1 Az alábbi eszmefuttatás a FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS: MÍTOSZ VAGY VALÓSÁG? Guy Turchany, Beránek László, Füleki György, Magyari-Beck István, Turcsányi Károly által publikált munkára támaszkodik. 10

13 utalhat, mint például egy folytonos fejlődés, amelyet nem szakít meg semmi, nem függesztődik fel. Vagy állandó, amelynek állapota megszakítás nélkül fennmarad mint például a fogyasztás növekedése. Stabil, szilárd, ami megpróbálja ugyanazon állapotát megőrizni, a tőzsde jelenleg kevéssé stabil. Ellenálló, képes ellenállni a pusztító, romboló erőknek, mint pl. egy atombiztos bunker. Az angol sustainable szóból tartósra, (franciául durable) fordított kifejezés problematikájával állunk szemben. Talán inkább franciául soutenable -nak, magyarul fenntarthatónak kellett volna fordítani a kifejezést? A Quillet szerint jobban jártunk volna vele, mert a fenntartható kifejezésnek kevesebb értelmezési lehetősége van. Soutenable (magyarul fenntartható) : 1. amely jó észérvek által fenntartható, védhető álláspont ; 2. ami fenntartható, tartja magát, pl. egy fenntartható, elviselhető élet. Ezek tehát a kifejezés szótár által definiált pontos jelentései, ehhez hozzáadódik még az a megközelítőleg tíz, a jelen válság által életre hívott, néha ellentmondásos jelentésréteg, amelyeket azok többsége is nehezen különböztet meg egymástól, akik használják a kifejezést. Mindezeket a szókapcsolatokat és permutációkat amúgy elég egyszerű lenne kibogozni a gyakorlatban, és könnyen definiálhatnánk dolgokat, ha legalább minden szó mindenki számára azonos jelentéssel bírna. Vagy különböző jelentésrétegek közül kiemelhetnénk a leghangsúlyosabbat, amelyben megegyezhetnénk. Így torzulnak, deformálódnak el kezeink között saját szavaink, problémáink véletlenszerűen változnak, mindenki saját szabályai szerint játszik, nem törődvén a közös, általános szabállyal. A rettegés a hangadó ebben az anarchiában, és annyira eltúlzott büntetéseket osztogat, hogy senki sem igyekszik azokat végrehajtani. Látható, hogy tanulmányunk következő lépése a fenntartható fejlődés kifejezésének kevésbé kétértelmű definiálása lenne. Miért vagyunk az Univerzumban? Ezt a kérdést azonban így is feltehetnénk: szükség van-e az emberre az Univerzumban? Hordoz-e olyasmit magában, amely feljogosítja az életre és bizonyos értelemben fölényes helyzetére? Ezek olyan kérdések, amelyeket szinte lehetetlen megválaszolni, főleg konkrét válaszokat adni. El kell fogadnunk, hogy legjobb ismereteink szerint egy fejlődési folyamat termékei vagyunk, és ez a fejlődés jogosít fel minket a létezésre. Természetesen ez a jog általános érvényű és ebből következik minden élő faj léthez való joga. Ezen túl ez felelőssé tesz minket minden élőlénnyel szemben. Victor-Emmanuel Frankl az embert önmagát folyamatosan felülmúló lénynek fogja fel. Ugyanígy, az ember nem egy genetikailag előre programozott fajhoz tartozik, hanem képes önmagának a kultúrán keresztüli programozására. Frankl megfigyelései felvilágosítanak minket a fejlődés főként kulturális történetéről. A kutatás keretei, a munka meghatározása és feltevések Mielőtt még az intellektuális kereteket, a fogalmakat, és a munka meghatározását bemutatnánk, definiálni szeretnénk a módszertani álláspontunkat. Jelen kultúránkban a definíciókra való fogékonyság rendkívül gyenge. Ez abból adódik, hogy a jelenségeket és tüneteket különböző kontextusokban tanulmányozhatjuk. A kutatók ebből, kissé elsietve azt szűrték le, hogy nincs többé szükség definíciókra, mert azok jelentésüket vesztik attól függően, hogy milyen kontextusban tárgyaljuk őket. Mi egy szögesen ellentétes elvből indulunk ki, miszerint minden kutatásnak pontosan definiált fogalmakon kellene alapulnia. Igen pontosan, minden felmerülhető összefüggésben, amelyben a jelenségek tanulmányozhatóak, definíciók vannak. Ebben a tanulmányban még ennél is messzebbre megyünk, mivel meg vagyunk győződve arról, hogy a nagy számú kontextust a kutatás első lépéseitől fogva figyelembe kell venni. 11

14 Intellektuális keret és fogalmak A munka definiálása nem univerzális, hanem relatív, egy bizonyos kontextus függvénye és a minket érdeklő jelenségek egészéből áll (1. táblázat). 1. táblázat A kiválasztott kontextusok Table 1. The chosen contexts A fent említett rendszer definícióinak irodalmi előzményei vannak (Spengler, 1923; Crystal, 1990; Stanford, 2000; Papp, 2002; Magyari Beck, 2003a; 2004) amelyekre alapozva írjuk a következőket: e. Kultúra: az ember a Homo Sapiens belső rendezetlenségével, entrópiájával szemben álló belső rendje. Ebből kiindulva a kultúra mindenek előtt információkat (funkcionális, vagy szabályozó infomációkat G. Turchany 1972-es definíciója szerint), elveket, ismereteket, értékeket, hagyományokat, szokásokat, véleményeket és más hasonló dolgokat, vagy szabályozó információkat jelent. Vagy Renan-t idézve: A világ célja a szellem fejlődése, vagyis a kultúra. Kizárólag akkor beszélhetünk kultúráról, ha az eszközök az ember belső rendjének szolgálatában állnak, már csak annál is inkább mivel ezeket az eszközöket először is maga a kultúra teremti. Ahogy Denis de Rougemont írja: A kultúra igazsága és valódi nagyságra való esélye az uralkodó közös mérték, a szabály igazságában rejlik. Akkor igaz egy szabály, amikor az állandóan szem előtt tartja a kultúra céljait. Az igaz szabály az, amely az elméleti gondolkodás és a gyakorlati cselekvés minden lépését a társadalom legfőbb céljának rendeli alá. Az igaz szabály és a hozzátartozó intézkedés állandó tudatában van annak, hogy minden munkánk közös célkitűzéssel rendelkezik. f. Civilizáció: az ember által alkotott eszközök koherens rendszere. Ebből adódóan, a civilizáció mindenekelőtt szervezetekből áll: gazdaság, médiák, politikai rendszerek, vagy konstrukciókból, úthálózatok, gépek, stb. és ezek kapcsolatai, azaz funkcióval bíró információk. g. Növekedés: a kultúrák és civilizációk bizonyos részeinek mennyiségi növekedése. A növekedés tehát főleg az ismeretek, értékek, utak, gépek stb. mennyiségi növekedésére vonatkozik. h. Fejlődés: a kultúrák és civilizációk bizonyos elemeinek újracsoportosítása bizonyos értékek és érdekek nyomására. Ebből következik, hogy a fejlődés mindenek előtt a vélemények, hagyományok, szervezetek vagy politikai rendszerek belső fejlődését jelenti. Ez saját magunk fejlődését jelenti (művelni, oktatni, képezni) minden művészet új erényeket, képességeket fejleszt ki bennünk " (Michelet). A rendszerünkben, a fenti ábra szerint az e, f, g, h mezők ezekből a műveletekből származó indikátorokat ábrázolják, és a következőképpen olvashatók: e. A kultúra növekedésének mutatói f. A civilizáció növekedésének mutatói g. A kultúra fejlődésének mutatói h. A civilizáció fejlődésének mutatói 12

15 Bár a civilizáció bizonyos ideig a kultúrából táplálkozik, egy bizonyos fejlettségi fok után hajlamos öncélúvá válni, és az embert egyszerű eszközzé degradálni. Első lépés ebbe az irányba, még akkor is, ha ez első látásra következmények nélkülinek tűnik, a manapság igen divatos munkamegosztás. Ebben az esetben a civilizáció az ember belső rendjének kárára fejlődik, vagy inkább túlburjánzik rajta, vagy pontosabban a kultúrán élősködik. Ezt a tényt megpróbáltuk a lenti, mindkét irányban értelmezhető görbével illusztrálni (1. ábra). A növekedés ösztönözheti a fejlődést, ugyanígy a fejlődés generálhat növekedést, azonban ezek sosem egyirányú mozgások. Az új mezőgazdasági technológiák pozitívan hatnak a hozamra, azonban a talaj és a termékek minőségére való hatásuk nem bizonyított, és a piac sem részesíti egyértelműen pozitív fogadtatásban. Abban az esetben, ha a növekedést független változónak tekintjük, ezeket a viszonyokat az alábbi 2. ábra mutatja. 1. ábra A kultúra és civilizáció viszonya Figure 1. Relation of culture and civilization 2. ábra A fejlődés és növekedés viszonya Figure 2. Relation of development and growth Meg kell jegyeznünk, hogy a fenti állítás csak a civilizációra érvényes. Ami a kultúrát illeti, a spirituális, szellemi értékek gyarapodása szintén a fejlődésünket eredményezi. A filozófiai tudásanyag, a logikus elméletek és szintézisek gyarapodása és azok hatása lehetővé teszi az alternatívák megsokszorozódását, és az ember látókörének kiszélesedését. Véleményünk szerint ezen az antropológiai kijelentésen sem Kuhn paradigmája, sem a posztmodern filozófiai anarchia sem változtatnak semmit. A legszűkebb értelmű elfogadással a kulturális gyarapodás és fejlődés a következőképpen képzelhető el (3. ábra). Megkerülhetetlen alapok Munkánk során úgy bizonyult, hogy olyan különféle jelenségekkel van dolgunk, mint a természet, társadalom, gazdaság, kultúra, civilizáció, gyarapodás, és fejlődés, amelyek között összetett összefüggések húzódnak. Egy olyan közös nyelvet kéne találni lehetne a matematika, amellyel azonos formában lehetne ezeket a jelenségeket, tényeket, evidenciákat leírni. Mindezt annak tudatában, hogy számos olyan jelenséggel és áthatással találkozunk, amelyek a matematika ismert eszközeivel leírhatatlanok. Ezt az érvelést követve megpróbáljuk az elemzést megkönnyítendő, bevezetni két új fogalmat: a negatív növekedés vagy csökkenés, és a negatív fejlődés a hanyatlás fogalmait. Ezekkel az új feltevésekkel, a modelleket az itt következő alap koordináta-rendszerben (4. ábra) ábrázolhatjuk. 13

16 3. ábra Fejlődés és növekedés viszonya Figure 3. Relation of development and growth 4. ábra A fenntartható fejlődés koordináta rendszere Figure 4. Coordinate system of sustainable development Ezek a koordináták lehetővé teszik négy egyszerű ábra leírását: 1. Az európai ideál a Felvilágosodás kora óta az egyidejű gyarapodást és fejlődést jelenti. 2. A másik irányban, a bal alsó negyedben láthatjuk annak lehetőségét, hogy a hanyatlás párhuzamosan mehet egy csökkenéssel/visszafejlődéssel. 3. Ezzel ellentétben a jobb alsó mezőben egy hanyatlással kísért növekedéssel állunk szemben. 4. Az előbbiekkel szemben az európai civilizáció és a nyugati modellt követő szubkultúráinak rémálmával találjuk magunkat szemben, amikor a csökkenést hanyatlás kíséri. A négy alapábra már reális, valódi folyamatok elemzésének eredményeképpen jött létre, nem meglepő tehát, hogy ezek a valóságban sokkal összetettebb kombinációkban jelennek meg. A gyarapodási és a fejlődési folyamatok egyöntetűen határozzák meg a kultúra és a civilizáció dinamikáját. A koordináta-rendszerünkben valójában még a harmadik, az idő dimenzióját is figyelembe kéne venni. Az emberiség fejlődése mindig is a faj fejlődésének nyomása által volt meghatározva. Mivel az intellektusunk segítségével kiemelkedtünk az állatvilágból, a fejlődésünket nem csupán a biológia, hanem az intellektuális fejlődés is meg fogja határozni. Ebből az következik, hogy egyre magasabb szinteket kell majd elérnünk. Az alapvető célunk tehát a spirituális és intellektuális képességeink Fenntartható Fejlődése. Összefoglalva, jól látszik, hogy a személyiségünk és könnyen tanulmányozható biológiai összetevői a spirituális és intellektuális gondolkodásunk alapját képezik. Ennek alapján kell vizsgálni az ember és a természet viszonyát a rendszerelmélet és a holisztikus gondolkozás keretében. Sajnos a mostani tanulmányom nem tud mélyebben belemerülni az UNESCO - UNITWIN nemzetközi egyetemi hálózat ezen kutatásába, de szeretnék befejezésül egy-két támponttal szolgálni a rendszerelmélettel kapcsolatban. Rendszerelmélet és Holisztika Tudjuk, hogy a világmindenség egy rendszer és talán még egy nagyobb rendszer rész, de mi is a rendszer elmélet? A rendszerelmélet megalapozói Ludwig von Bertalanffy 2 és Norbert 2 Ludwig von Bertalanffy ( ) Bécsben született, és először 1937-ben, egy amerikai egyetemi szemináriumon beszélt a rendszerelméletről. Biológusként Kanadában dolgozotté Bertalanffy elmélete természetfilozófia. 14

17 Wiener 3, az elmélet az ötvenes években látott világot. Egy konkrét rendszert úgy definiálhatunk, ha felsoroljuk (vagy más módon meghatározzuk) elemeit és megadjuk, hogy az elemek között milyen kapcsolatok (hatások és kölcsönhatások) léteznek. Egy rendszer definiálásakor meghatározzuk annak környezetét, a környezet viszont meghatározza a rendszert. Egy rendszernek valamely másikra akkor van hatása, ha annak következtében a másik rendszer állapota megváltozik. Az állapotjelzőket, mint változókat szintén fel kell sorolnunk ahhoz, hogy egyértelműen definiáljuk a rendszert és környezetét. Az állapotjellemzők kiválasztása a vizsgált probléma szerint különböző lehet (plurális környezet elve). A külvilág azon tényezőit (elemeket és hatásokat), amelyek a rendszerre legalább elvileg közvetlen hatást tudnak gyakorolni (tehát hatóképesek) együttesen miliőspektrumnak nevezzük. A környezet a miliőspektrum azon részhalmaza, amely adott szituációban ténylegesen hatással van a rendszerre. A potenciális környezeti tényezők (a miliőspektrum elemei) közül (egy konkrét szituációban) csak az tekinthető tényleges környezeti tényezőnek (a környezet elemének), amelynek aktuális értéke a rendszer aktuális toleranciájának (tűrőképességének) határán van, vagyis amelyik limitálja azt. Ezt nevezzük a limitáció elvének. A limitációt a környezeti és toleranciatényezők közvetlen összekapcsoltsága (komplementaritása) határozza meg, ez határozza meg egyúttal a rendszer állapotát is. Az Általános Rendszerelmélet, az egészet és a teljességet kívánja vizsgálni. Kimondja, hogy az egész több mint a részek összege, a rendszer tulajdonságai nem következnek az alkotórészek jellegzetességeiből. A rendszerek elemekből épülnek fel, és nem elég azokat megismerni, hanem a kapcsolataikat, kölcsönhatásaikat kell megértenünk. Lényeges része a rendszerek fejlődése, az önszerveződés, az önalkotás. Fontos tétele, hogy minden rendszer nyitott, kölcsönhatásban, kapcsolatban áll a környezetével, más rendszerekkel. A Strukturalizmus Franciaországban kialakult filozófiai irányzat. Az ember fölött szükségszerűséggel uralkodó objektív tényezőket, szerkezeti összefüggéseket igyekszik tudatossá tenni, s az emberi létet azoktól való függőségében magyarázza. A fent említett két elmélet az alábbi, 5. ábrán összegezhető. 5. ábra A rendszer és elemei Figure 5. The system and its components 3 Norbert Wiener ( ) a kibernetika, az állatokban és a gépekben zajló hírközlés, vezérlés és ellenőrzés tudományának megalapítója. Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine 15

18 Rendszerek és elemeik: Absztrakt rendszer: olyan rendszer, melynek minden eleme fogalom. Konkrét rendszer: legalább egyetlen eleme anyagi valóság. Rendszer környezete: olyan elemek és lényeges tulajdonságok halmaza, amelyek nem elemei a rendszernek, de bármelyik megváltozása a rendszer állapotának megváltozását eredményezi. Komplexitás szerint: a) Stabil: a lezajló folyamatok meghatározott paraméterek szerint történnek, az elemek kapcsolata definiált. b) Instabil: a folyamatok állapota az előírt paraméterek által megszabott határt nem tudja betartani. c) Komplex vagy ultra stabil: általában több rokon funkciót ellátó stabil alrendszer összetétele. A rendszerelméletnek számtalan alkalmazási területe van, most csak a nagyobbakat szeretnénk felsorolni: asztronómia, bionika, kibernetika, biológia, fizika, gazdaság, logika tudománya, matematika, informatika és robotika, menedzsment tudományok, operációkutatások, politika, programozás (PERT, CPM), pszichológia, raszteres és vektoros modellek, rendszertechnika, természettudományok, vállalat, zene mind rendszer. Holisztika Holizmus: A területfejlesztésben és urbanisztikában 4 A holisztikus-interdiszciplináris megközelítése: holisztikus az a szemlélet, amely egy összetett dolog vizsgálatánál nem éri be az alkotórészek analitikus elkülönítésével, mert a dolog egészét többnek tekinti, mint részeinek és aspektusainak összességét. Ilyen dolog lehet például egy ember - nem gondolhatjuk, hogy valakit megragadhatunk csontváza, vérkeringése, lelkialkata, műveltsége és további tízezer alkotórésze halmazaként. Ha azt mondjuk, ő, olyan egységet mondunk ki, aminek persze a csontváz, a vérkeringés, a lelkialkat vagy a műveltség is alkotórésze, mégis érezzük: ez olyasmi, ami több mint véges számú komponenseinek valamilyen rendezettsége. Az orvostudomány, a biológia, a pszichológia vagy a társadalomtudományok rengeteget tudhatnak róla, de hogy ki ő, arra egyetlen résztudomány sem tud önmagában válaszolni. Az urbanisztika és a területfejlesztés is ilyen holisztikus megközelítés után kiált: nem is véletlen, hogy gyakran használnak vele kapcsolatban biológiai metaforákat. Az urbanisztika és a területfejlesztés is egy holisztikus megközelítés tehát nem véletlen, hogy gyakran használnak vele kapcsolatban biológiai metaforákat. A területfejlesztésről való gondolkodásnak, az urbanisztika tudományának is interdiszciplináris természetűnek kell lennie: egy várostervezőnek, városépítésznek, városkutatónak egyszerre kell szociológiai, jogi-politikai, építészeti, műszaki-technikai, környezetvédelmi, élettani, sőt antropológiai megfontolásokat szem előtt tartania. Sőt, túl kell lépnie a konvencionális tudományok, a problémamegoldó gondolkodás rutinjain, és a várost művészi egészként is kell tekintenie, és nem hanyagolhatja el a spirituális vonatkozásokat sem. Fenntartható fejlődés, az ember mind egy rendszer része és nem ura 5 Az élet megjelenése után, az evolúció során egyes fajok csoportokat alkotnak, kialakul közöttük a hierarchia, és a táplálékláncban elfoglalt helyzetüknek megfelelően létrejön a társadalmi környezet, egyidejűleg a környezet alrendszereivel való támogatás-veszélyeztetés kapcsolat egyoldalúból kölcsönössé válik. A több évtizede megalkotott három pillért tehát 4 A holisztika tudományának oktatását a területfejlesztésben és urbanisztikában 1965-ben a EPFZ Zürichi Műszaki Egyetem ORL kara vezette be Jakob Maurer, Franz Oswald, Willy A. Schmid és Guy Turchany kutatásai alapján. 5 Tanulmány: Université Internationale du Développement Durable, Club of Sustainable Development Guy Turchany 16

19 kiegészítettük a rendszer elmélet és holisztika rendszereivel és alrendszereivel, ami az alábbi 6. ábrához vezetett. 6. ábra Ember és a természet viszonya a globális rendszerben Figure 6. Relation of man and nature in the global system Az emberi élet megjelenése után, a fejlődés során a létrejön a gazdasági környezet, és kialakul a valóságos társadalmi környezet. Az ember, mint olyan, rendszerének és ráfókuszált környezetének különböző szintjeit vizsgálhatjuk, például: egyén, Család (HF family), Politika (HP policy), etnikai közösség, város, ország, unió, kontinens, Emberiség. Az ember rendszere saját alrendszerein keresztül kerül kölcsönös kapcsolatba a környezete alrendszereivel, de a környezet és gazdaság alrendszerei egymással is kölcsönhatásba vannak. Irodalom Carlson, R. 1962: Silent Spring. Houghton and Mifflin Company, Boston, edition. Chardin, P. T. De 1955: Az emberi jelenség. Ford. Bittei Lajos és Rónay György. Gondolat Kiadó, Budapest, Commission du Développement Durable 2002: La Déclaration Politique de Johannesburg sur le Développement Durable. Institut International du Développement Durable, Winnipeg, Canada. Crystal, D. (szerk.) 1990: The Cambridge Encyclopedia. Cambridge University Press, Cambridge. Csányi V. 1999: Az emberi természet. Vince Kiadó, Budapest. Elvin, M. 1973: The Pattern of the Chinese Past. Eyre Methuen, London. Ferenczi S. 1928: Katasztrófák a nemi működés fejlődésében. Pszichoanalitikai tanulmány. Pantheon Kiadó, Budapest. Frankl, V. E. 1989: Az ember az értelemre irányuló kérdéssel szemben. Ford. Molnár Mária és Schaffhauser Ferenc. Kötet kiadó, Budapest, Füleky Gy. 1994: A talajvédelem és a környezetkímélő tápanyag -gazdálkodás. AGRO-21 füzetek, 1: Gregory, R. L. (ed.) 1987: The Oxford Companion to the Mind. Oxford University Press, Oxford, New York, Toronto. Gyulai I. 2002: A fenntartható fejlődés lényege és megvalósításának akadályai. In: Nemzetközi 17

20 együttműködés a fenntartható fejlődés jegyében és az Európai Unió fenntartható fejlődés stratégiája. Fenntartható Fejlődés Bizottság, p Hungarian Commission on Sustainable Development Budapest 2002: Hungary: Basic features and indicators of social, environmental and economic changes and planning for sustainability. National information to the World Summit of Sustainable Development, Johannesburg. Jung, C. G. 1946: On the Nature of the Psyche. Transl. by R. F. C. Hull. Princeton University Press, Princeton, N. J E művében Jung határozottan állítja, hogy a pszichológiai jelenségek nem mérhetőek, ami számunkra azért egy fontos kijelentés, mert a kultúrát mi elsősorban ezekhez a jelenségekhez kötjük. Azonban ehhez képest a pszichológia lassan minden ismert pszichológiai jelenséget megtanult mérni. Azt viszont el kell ismernünk, ezek a mérések meglehetősen távoli modelljei a mért jelenségeknek. Mindazonáltal biztosítják a digitális értelemben vett kezelhetőségüket. Kuhn, T. S. 1970: The Structure of Scientific Revolutions. The University of Chicago Press, Chicago. Leftwich, R. H. 1984: A Basic Framework for Economics. Business Publications, INC. Plano, Texas. Magyari Beck I. 2003a: Város a civilizációban és civilizáció a városban. Építészfórum (Internetújság), július 30., és Városi élet ma kultúra kontra civilizáció címmel jelent meg Új Horizont, 5: Magyari Beck I. 2003b: Érték és pedagógia. Akadémiai kiadó, Budapest. Magyari Beck I. 2004: Pedagógiai realizmus. Valóság, 1: Meadow, D. and al. 1971: Halte á la croissance. Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts. Meadow, D. and al. 2004: Halte á la croissance 30 ans après. Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts. Németh L. (1992-ben újraközölt tanulmányai): A minőség forradalma. Kisebbségben. Püski, Budapest. Papp S. 2002: Fagyöngy-civilizáció. Új Horizont, Veszprém. Pareto, V. F. D. 1896: Cours d économie politique. Presse Universitaire Lausanne, Lausanne. Pareto, V. F. D. 1906: Manuel d économie politique. Presse Universitaire Lausanne, Lausanne. Quarrie, J. (ed.) 1992: Earth Summit. The Regency Press Corporation, Gordon House, London. Smith, A. 1776: The Wealth of Nations. Penguin Books, London, Spengler, O. 1923: A nyugat alkonya. Ford. Juhász Anikó, Csejtei Dezső és Simon Ferenc. Európa Könyvkiadó, Budapest, Stanford, C. B. 2000: The Cultured Ape? The Sciences, May/June, p Szent-Györgyi A. 1970: The Crazy Ape, Written By A Biologist For The Young. Philosophical Library, New York. Turchany, G. 1972: Economie, environnement, l homme dans le développement de territoire ETHZ Zürich. Turchany, G. 1989: Etude pour un développement écologique des ports fluviaux ETHZ Zürich. Turchany, G. 1991: Bases pour une planification écologique ETHZ Zürich. Turchany, G. 1991: Etude pour un développement écologique des ports fluviaux tomme 2 ETHZ Zürich. Turchany, G. 1992: Eco-Audit Instrument de gestion de la qualité de l'environnement. Centre d'ecologie Humaine et des Sciences de l'environnement Université de Genève. Turchany, G. 1993: Social and environmental responsability in a market economy. Ministry of the Environment and Regional Policy, Departement of Resarch and Education, Budapest. Turchany, G. 1998: Le management environnemental dans l urbanisme, Presse Polytechnique Romande. Turchany, G. 1999: L espace vital biologique et écologique dans la théorie environnementale. Conférence, Académie des Sciences Hongroises. Turchany, G. 1999: Local Agenda 21 et du management environnemental dans les administrations 18

21 locales. Etude et publication, Ministère de l Intérieur de la République de Hongrie. Turchany, G. 2001: L influence du Local Agenda 21 sur l aménagement territoire et l urbanisme, Presse Polytechnique de Lausanne. Turchany, G. 2002: Agenda 21 Régional dans un bassin hydrographique Presse Polytechnique de Lausanne. Turchany, G. 2002: Vers le Développement Durable Université Claude Bernard Lyon. Turchany, G. 2003: Agenda 21 Local et son application dans une région agroenvironnemental Hármaskönyv Kiadó, Budapest. Turchany, G. 2004: La politique de l agriculture durable dans l UE. Presse Polytechnique de Lausanne. Turchany, G., Beránek L., Füleky Gy., Magyari-Beck I., Turcsányi K. 2004: A fenntartható fejlődés: mítosz vagy valóság? Valóság, 6(6): és la lettre de l Académie des sciences (France), 12: Turchany, G., Erős V. 2007: A személy, a régió és a föderalizmus Magyar Tudomány Turchany, G., Füleky Gy., Turcsányi K., Vörös M. 2007: A fenntartható fejlődés problematikája, előzményei és kilátásai. Liget, 6(6): Turchany, G., Turcsányi K. 2008: A fenntartható fejlődés: kihívás és lehetőség a vállalati menedzsment részére. Magyar Minőség, 17(7): és 17(8-9): The World Commission on Environment and Development 1986: Bruntland Commission Report. Oxford University Press, New York. Walras, L. 1874: Élements d économie politique pure. Libraire générale de droit et de jurisprudence, Paris, edition. Abstract RELATION OF MAN AND NATURE IN THE GLOBAL SYSTEM GUY TURCHANY University of Pannonia and UIDD Université Internationale du Développement Durable H-4069 Egyek, Petőfi S. u. 7., Hungary, Obama said that he can not predict if the use is going to be capable for a total change from oil based economy to something else in his life. But also mentioned: time is up to start this change and to invest in a new way for making energy. [...] I have no idea what kind of new energy source will be available, what technology can reduce the price of renewable ones. [...] What we can predict, is the decreasing availability of the fossil resources: it is going to be more expensive to mine, and we leave the environmental burden on our children, grand children and great-grand children to carry. Obama s statement can be a warning type, first of all because he neglects that natural resources are part of a complex system where man is not the center but a part. Climate change energy, water and food management are related, understanding the interactions in the relation of man and nature is the basic criteria in order to give adequate answer to Obama s concerns. This is why the above mentioned problems will be analyzed according to the General System Theory and Nature Philosophy, beyond elementary components always analyzing the Whole, their relations, interactions, self organization of the system and recognition processes. The whole is more than the sum of its parts; its characteristics are not the results of its components characteristics. Causality relations form a complicated, complex network. The essence of the theory is that the system forms a whole with a higher stage of complexity than its components complexity so it has its own characteristics. According to its willing, the system theory wishes to report on its momentary state (equilibrium) on one hand, and on the laws of transformation from one state to another, among others with the introduction of the definition of feedback on the other hand. I will examine the 19

22 present global trends, taking into account the nexus of viable city-countryside as a result of these interactions in order to anticipate misunderstandings because as D. de Rougemont wrote biggest misunderstandings are born when we mix up the meaning of the words. 20

23 A VÍZ, MINT TERMÉSZETI ERŐFORRÁS AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁS TÜKRÉBEN KONECSNY KÁROLY 1 és MIKA JÁNOS 2 1 Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség 1016 Budapest, Mészáros u. 58/a., 2 Eszterházy Károly Főiskola, Eger; Országos Meteorológiai Szolgálat 3300 Eger, Leányka u. 6., Összefoglalás Az országban rendelkezésre álló vízkészletek felméréséhez szükséges a vízháztartási összetevők (csapadék, területi párolgás, lefolyás) ismerete. Ezek változásait alapvetően az éghajlati tényezők alakítják, így az éghajlatváltozás hatásai alatt állnak. Ezért írásunk első felében az éghajlat várható alakulását jellemezzük elsősorban a Kárpát-medencében, de kitekintéssel a Duna vízgyűjtő távolabbi területeire is. E számításokból a vízmérleg átlagos viszonyainak romlására következtethetünk, ám ebből sajnos nem következik egyszersmind a vízjárási szélsőségek csökkenése. A folyók vízkészleteinek számításához bizonyos mértékben a közepes és maximális vízhozam adatok is irányadók lehetnek, de a hasznosítható vízkészletek meghatározásához, a kisvizek időbeli és térbeli változásainak részletes vizsgálata szükséges. Ezt a Tisza és öt mellékfolyója Szamos, Hernád, Berettyó, Fekete-Körös és Maros hazai szelvényein észlelt kisvízhozamainak hidrológiai statisztikai jellemzői alapján vizsgáljuk. A bekövetkezett változásokat, a vízhiányos időszakok jellemzőit, 58 év ( ) hosszúságú napi kisvízhozam idősorok alapján értékeljük. Kulcsszavak: vízháztartás, éghajlatváltozás, kisvízi időszak, vízhozam küszöbérték, víztömeghiány Bevezetés A világ számos országában, de az Európai Unióban is a vízhiány egyre több kárt okoz, és egyre jobban korlátozza a gazdasági növekedést. Az aszály gazdasági hatását az elmúlt 30 évben uniós szinten összesen 100 milliárd euróra becsülik. Ennek ellenére nincs átfogó, műszakilag és tudományos szempontból is elfogadható értékelés az Unióban található vízmennyiség helyzetéről és az elérhető adatok nagyon korlátozottak. Az árvízkezeléssel összehasonlítva sokkal kevesebb tanulmány készül a kisvizek idején kialakuló vízhiány hidrológiai és vízgazdálkodási vonatkozásairól, pedig Európa-szerte a felszíni vizek tavak és folyók adják az összes édesvízkivétel 81%-át. Bár Magyarországon az ivóvízszükséglet döntő hányadát a felszín alatti vízkészletekből biztosítják, a mezőgazdasági és ipari víz legnagyobb része a folyók vízkészletéből származik. Az elsivatagosodás és az aszály elleni küzdelemről szóló ENSZ-egyezmény (1994) szerint, Magyarország egész területe aszállyal sújtott térségnek tekintendő, tehát a vízhiány kezelése megkerülhetetlen kérdéssé vált. Ezt mutatja az is, hogy Magyarország első félévi uniós elnökségének idején az egyik prioritásnak a vízgazdálkodást és a Duna-stratégia uniós programként való elfogadását tartja. A Kárpát-medence vízkészletei időben és térben rendkívül változékonyak. A Tisza vízgyűjtő területén sokévi átlagban 715 mm csapadék hull, amiből 600 mm elpárolog, 115 mm lefolyik, de szárazabb években az értékek jóval kisebbek. A vízgyűjtőterület hazai részén az évente felhasznált vízmennyiség 14,8 milliárd m 3, amiből az összes vízkivétel mintegy 1,0 milliárd m 3 (VKKI 2009). Az évi csapadék közötti európai területi eloszlásának változását bemutató térkép (http://www.ensembles-eu.org, azt mutatja, hogy a Tisza 21

24 vízgyűjtőben mm-el csökkent az évi csapadékösszeg. Az éghajlatváltozás hatására a lefolyás a teljes Duna vízgyűjtőben és ezen belül a Tisza vízgyűjtőben is várhatóan jelentősen fog csökkeni ig, az referencia időszakhoz viszonyítva. A LISFLOOD szimuláció alapján az Európa területére készült térkép szerint a Tisza, Szamos, Hernád, Körösök, Maros vízgyűjtőkön a nyári lefolyás mértéke 20 40%-al fog csökkenni (http://www.eea.europa.eu/publications/eea_report_2008_4). A vízhiány térben és időben nem egyenletes, a felszíni vízkészletek (folyók vízhozama) az időjárási és a helyi természetföldrajzi-vízföldtani jellemzők hatására eltérő mértékben csökken. A nagyvízi és kisvízi időszakokban többnyire elegendő vízkészlet áll rendelkezésre, de az év jelentős részében a kisvízi lefolyási viszonyok jellemzőek. A kisvizes időszakokban végzett vízkészletgazdálkodási tevékenység hatékonyságának növeléséhez, szükséges a kisvízhozamok részletes felmérése és hidrológiai statisztikai értékelése. Az ország nagyobb folyói így a Tisza és jelentősebb mellékfolyói is országhatáron túl, a Kárpátokban erednek (1. ábra). 1. ábra A hat hosszú vízhozam adatsorral rendelkező vízmérce szelvény elhelyezkedése Tiszán és a vizsgált öt jelentős mellékfolyóján Figure 1. Situation of the six water level gauges with long water yield datasets on River Tisza and its five significant tributaries A tanulmányunkban bemutatott folyószakok kisvízi jellemzőivel kapcsolatban négy esetben a már végeztünk hidrológiai statisztikai feldolgozásokat (Konecsny 2010a; 2010b; 2010c; Konecsny és Bálint 2010a; 2010b), ezeket az eredményeket felhasználva, és a Hernád és Tisza folyók alsó szakaszára vonatkozóan most feldolgozott adatok alapján mutatjuk be vizsgálataink fő következtetéseit. Felhasználható vízkészletnek csak azt a vízhozamot tekinthetjük, amely tartósan és nagy biztonsággal a kritikus nyári időszakban is kivehető a mederből hiszen a vízfolyásokban a vizek nagyobb része rövid idő alatt levonuló árvizek, vagy a téli időszakban jelenik meg, és így közvetlenül nem hasznosítható. Vízminőségvédelmi, ökológiai szempontból is fontosak ezek az ismeretek, pl. a kémiai hígulás mértékének számításához rendkívüli vízszennyezés esetére. 22

25 Végül, de nem utolsósorban az éghajlatváltozás hidrológiai hatásainak értékeléséhez kapcsolódó becslésekhez, a szélsőséges hidrológiai jelenségek mértékében, gyakoriságában bekövetkező változások vizsgálatához is fontosak ezek az információk. A globális klímaváltozás okai Klímaváltozás a Világban és Magyarországon Bolygónk légkörében és éghajlatában néhány változás meglehetősen egyértelmű. A széndioxid légköri koncentrációja az iparosodás előtti 280 ppm értékről 2008-ra földi átlagban 384 ppmre (milliomod térfogat-hányadra) nőtt. A metán koncentrációja az iparosodás előtti 700 ppb értékről 1790 ppb-re (milliárdomod térfogat-hányadra) emelkedett. Mindkét gáz mennyisége messze meghaladja az utóbbi év legmagasabb értékét. További, üvegház-gáz még az eddig mintegy 20 %-kal növekedett dinitrogén-oxid, valamint a nagyszámú, gyakorlatilag csak mesterséges úton a légkörbe kerülő halogénezett szénhidrogén. Az üvegházgázok feldúsulásának betudható sugárzási kényszer 1750-től napjainkig +2,30 Wm -2. A légkör folyékony és szilárd alkotórészei, az aeroszolok (szulfát-, szerves szén-, nitrát- és por-részecskék) együttesen hűtő hatást fejtenek ki, amely kb. akkora, mint a CO 2 -n kívüli üvegházgázok melegítő hatása. Ha a fenti antropogén eredetű külső hatások eddigi mértékét összeadjuk, akkor az eredő kb. azonos azzal a +1,6 Wm -2 -rel, amit önmagában a széndioxid feldúsulása okozott. Az 1906 és 2005 közötti száz évben a Föld átlaghőmérséklete (a felszíntől 2 méterre, árnyékban megfigyelve) +0,74 C mértékű melegedést mutat. Ezen belül, a második 50 évben a melegedés üteme ennek kb. kétszerese, 0,13 C/évtized. A műholdas adatok szerint 1978 óta az északi tengeri jég kiterjedése évi átlagban 2,7 %-kal, ezen belül nyáron 7,4 %-kal csökken évtizedenként! Az északi félgömb örökké fagyott talajrétegeinek tetején a hőmérséklet megemelkedett közel 3 C-kal. Az évszakosan fagyott talaj kiterjedése kb. 7%-kal csökkent az északi féltekén 1900 óta. Mindezek alapján az IPCC (2007) így foglal állást a klímaváltozás kérdésében: nagyon valószínű, hogy a globális átlaghőmérsékletben a 20. század közepe óta megfigyelt növekedés nagy része az antropogén üvegházgázok koncentráció-növekedésének tudható be. A globális klímamodellek az előrebecslés eszközei A jövőbeli változást és annak térbeli jellemzőit az úgynevezett éghajlati modellek felhasználásával számítja ki a tudomány. Ezek két fajtája, a globális modellek, illetve a regionális modellek egyaránt a fizika alaptörvényeit, tehát a tömeg, az impulzus és az energia megmaradását öntik matematikai egyenletekbe. A legfejlettebb globális klímamodelleket kapcsolt óceán-légkör általános cirkulációs modelleknek is nevezzük. Az ilyen modellekben egyszerre történik számítás a teljes Földre, igaz viszonylag durva ( km-es) rácstávolsággal. Ez a felbontás nyilvánvalóan nem elegendő a helyi változások pontos meghatározására, kivált pl. a vízgazdálkodási szélsőségek tekintetében oly fontos csapadék esetében, ezért szükség van a regionális modellekre is. Ezek a globális modelleket háttérként használják, s egy kiválasztott kisebb régió (pl. Közép-Európa) sokkal finomabb (napjainkban már km-es) rácstávolsággal számítják végig az éghajlat alakulását. E kiválasztott térség határán minden időpillanatban a háttér-modell, azaz valamelyik alkalmas globális klímamodell szolgáltatja a számítások oldalsó határfeltételét, s ugyanígy a számítások kezdeti feltételeit is. A felmelegedés magyarázata a globális modellekben A globális éghajlati tényezők és a klímamodellek együtt alkalmasak arra, hogy a naptevékenység ingadozásával (ez egy nagyságrenddel kisebb az antropogén tényezőknél) és a 23

26 vulkánosság (a kén-dioxidban gazdag kitörések esetében is csak 1 3 évig fennálló) hatásaival kiegészítve, jól visszaadják az elmúlt évszázad történéseit, s annak második felében az egyirányú melegedést (2. ábra). a.) b.) 2. ábra Az utóbbi fél évszázad globális felmelegedésének antropogén eredete (IPCC, 2007) 17 globális klímamodellben minden ismert antropogén és természetes tényezőt figyelembe véve (az a.) ábra vonal-felhője), a számítások jól visszaadják a Föld átlaghőmérsékletének (vastag fekete) évtizedes alakulását. Ha viszont az összes antropogén hatást elhagyva, csak a természetes kényszerek és a modellek belső ingadozása alakítja a hőmérsékletet (a b.) ábra vonal-felhője), akkor a XX. század második felében szétválik az ilyen szimuláció és a tényleges változás. Figure 2. Anthropogenic origin of the last half century s global warming (IPCC, 2007) Incorporating all known anthropogenic and natural factors of the 17 global climate model (line cloud of Figure a.), calculations are well demonstrating the decadal change of the average temperature (thick line) of Earth. But, if we abandon all anthropogenic effects, taking into consideration only natural constraints and inside fluctuation of the models and see what happens with the temperature (point cloud of Figure b.) then simulation and real change separates in the second half of the 20th century. Ahhoz, hogy ennek ellenére, mégse az ember okozza a felmelegedést, a világ tudományának két nagy hibát kellene elkövetnie. Az egyik az lenne, hogy erősen túlbecsüli számításaiban az üveggázok felszaporodása miatti hőmérsékletváltozást. A másik pedig az, hogy olyan ismeretlen külső tényezők okozzák a jelenlegi változást, amiről a világnak nincsen tudomása. E két hiba együttes valószínűségét teszi mondja az IPCC legfeljebb 10 %-osnak. Ez az ábra talán kissé messzire vezetett a hazai klímaváltozástól, de úgy gondoltuk, érdemes megmutatni, hogy miért tartjuk ennyire valószínűnek írásunk premisszáját, a globális klímaváltozás emberi eredetét, s emiatt folytatódását. A várható változások előrejelzése A klímamodellek szerint, ha a légkör összetételét a évi értéken lehetne tartani, az eddigi kibocsátások miatti büntetésként a következő 20 évben akkor is további 0,1 C/évtized melegedés lépne fel. Közel kétszer ilyen gyors, 0,2 C/évtized melegedés várható akkor, ha a kibocsátás a mai tendenciák extrapolációjával képzett forgatókönyvek valamelyikének megfelelően növekszik. Távolabbra tekintve, a XXI. század későbbi évtizedeiben már egyre fontosabb szerepe lesz annak, hogy milyen ütemben növekszik az üvegházgázok kibocsátása. Ettől függ ugyanis, hogy századunk végére Földünk átlag-hőmérséklete további 1,1 vagy éppen 6,4 C-szal fog-e emelkedni. Az alábbiakban az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) évi Negyedik Értékelő Jelentésében (10. fejezet Supplement) közreadott 21 OAGCM modell-eredmény alapján bemutatjuk a hőmérséklet és a csapadék téli, illetve nyári átlagértékeinek változásait. A 24

27 megváltozás-térképek a 2080 és 2099 között várható változásokat mutatják be az évek átlagaihoz viszonyítva, a közepesen gyors A1B kibocsátási forgatókönyv alapján. Európában a hőmérséklet emelkedése meghaladja a földi átlagos melegedést. Télen és évi átlagban a kontinens észak-keleti, míg nyáron a déli vidékei melegszenek gyorsabban. A csapadék változásának előjele északon pozitív, délen negatív. Az elválasztó vonal (zérus változás) télen tőlünk délebbre, nyáron tőlünk északabbra húzódik (3. ábra). Megjegyezzük, hogy ezt az Európa közepén húzódó elválasztó vonal az alábbiakban is említett PRUDENCE projekt 50 km-es felbontású modelljeiben éppúgy visszatükröződik (Christensen et al., 2007), mint ENSEMBLES Projekt a legfrissebb térképei között (van der Linden és Mitchell, 2009), illetve a hidrológiai számításoknál említett, más modellekben. Ugyanakkor az elválasztó vonal pontos helye az egyes évszakok és modellek között erősen különbözhet. ÉV TÉL NYÁR 3. ábra A hőmérséklet (felül) és a csapadék (alul) változásai re az évekhez képest Európában Az általános melegedés mellett, a csapadék változása előjelében is különbözik Észak-, illetve Dél- Európában. A csapadék-többlethez jutó, enélkül is nedves, észak-európai és a tovább száradó déleurópai területek közötti határvonal évi átlagban hazánkhoz közel húzódik. Figure 3. Change of temperature (above) and precipitation (below) for compared to in Europe Besides general warming, precipitation differs in its indication in Northern and Southern Europe. Borderline between the already wetter Northern Europe that will get even more precipitation and the already drier Southern Europe that will get even less precipitation is around Hungary in yearly average. A klímaváltozás hazai sajátosságai Az 1. táblázatban összefoglaltuk a magyarországi évszakos és éves hőmérséklet- és csapadékváltozások számszerű becsléseit. Különböző modellkísérletek és empirikus elemzések eredményeit a 2030-ra várható, 1 C-os globális melegedéshez vonatkoztattuk. Az első két sorban durva felbontású, globális klímamodellek 17, illetve 21 számítása alapján kapott átlagok láthatók az IPCC két legutóbbi Jelentése alapján. A harmadik sor az európai PRUDENCE projekt 25 25

28 futtatásának átlagolt eredményeit mutatja be, amelyben a finomabb, 50 km-es felbontású modelleket 1-1 durvább, kb. az első sorban szereplő (2001-es szintnek megfelelő) modellhez kapcsoltak. Végül, a táblázat negyedik sora a hazai adatok és a globális hőmérséklet között megfigyelt statisztikai kapcsolatokon, továbbá régmúlt idők úgynevezett paleoklíma adatain alapuló, összesen 5 empirikus eredményt átlagolja ki. A táblázat egymás alatti számaiból látható, hogy a különféle eljárások átlagai előjel és nagyságrend szerint hasonló eredményeket adnak. Ezek alapján, hazánkban a hőmérséklet a földi átlagnál valamivel gyorsabban emelkedik majd, különösen nyáron és ősszel. A csapadék évi összegben csak kevéssel csökken, de a változás éven belüli megoszlása igen előnytelenül alakul. Nyáron és ősszel, amikor a természet amúgy is kiszárad, a csapadék tovább csökken, s ezt a télitavaszi többlet-csapadék csak részben ellensúlyozza. A négy csoport eredményei között előjel és nagyságrend szerinti egyezés mutatkozik. Hőmérsékletváltozás Magyarországon ( C) Csapadékváltozás Magyarországon (%) Év Tél Tavasz Nyár Ősz Év Tél Tavasz Nyár Ősz IPCC ,0 1,0 0,9 1,2 1,0-2,5 4,0-2,3-4,9-2,8 IPCC ,9 1,0 1,3-0,7 1,9-3,7 PRUDENCE 1,4 1,3 1,1 1,7 1,5-0,3 9,0 0,9-8,2-1,9 EMPIRIA 2,0 1,1-2,2 7,6-19,7 1. táblázat Várható változások Magyarországon 2030-ra, az évek átlagához képest (A hiányzó évszakokban nem készült, vagy nem tettek közzé adott tartalmú elemzést.) A földi átlaghőmérséklet emelkedésének legvalószínűbb mértéke ebben az időszakban 1 C. Table 1. Expectable changes in Hungary for 2030, compared to the average of years (In missing seasons such analyses was not prepared or published.) The most probable increase of average surface temperature in this period is 1 C. A szélsőségek alakulása A fenti táblázatból csak az évszakos átlagok alakulását tudjuk nyomon követni. A finomabb felbontású modellekből és a legutóbbi monoton melegedés tapasztalati adatai alapján az időjárási és éghajlati szélsőségekről a következőket mondhatjuk. A modellek szerint a csapadékhullás intenzitása átlagosan nőni fog, ám csökken a csapadékot adó napok gyakorisága. Más szóval, mind az esetenként heves csapadékot adó záporok, mind az aszály kockázatát fokozó, száraz időszakok gyakoribbá válhatnak, ha az éghajlat a modellek számításainak megfelelően alakul. Az e megállapításokat alátámasztó részletes térképek megtalálhatók a Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia (NÉS, 2008) honlapján (www.kvvm.hu/cimg/documents/nes pdf). Végül, azt gondolnánk, hogy a globális melegedéssel párhuzamosan egyértelmű a fagyok mérséklődése és ritkulása, ám a hazai adatok szerint ez csak a leghidegebb fagyokra teljesül. A mérsékelt téli fagyok, illetve a késő tavaszi, különösen veszélyes hideg szélsőségek gyakorisága nem mutat csökkenést a megfigyelt adatok szerint (Kalmár és Németh, 2006). Ennek oka minden bizonnyal az, hogy a globális melegedéssel párhuzamosan a téli félévben megerősödnek az anticiklonok (IPCC, 2007: WG-I: 710. o., 9.16 ábra). Végezetül megjegyezzük, hogy a klímaváltozás regionális sajátosságait egyre újabb, regionális modellekkel is meg tudjuk becsülni. Ezek felbontása immár néha 10 km, mégis számos közlemény utal rá, hogy az eredményei között jelentősek az eltérések. Emiatt a legfrissebb futások eredményeit is célszerű együttesen, egyfajta bizonytalansági szórással együtt kezelni, ahhoz hasonlóan, mint ez történik az ENSEMBLES Projekt térképei esetében (van der Linden és Mitchell, 2009) 26

29 A vizsgált folyószakaszok vízrajzi jellemzői és a vízjárást befolyásoló vízműtárgyak A vizsgált folyóvölgyek természetföldrajzi jellemzői, vízjárása, vízhozama eltérő, de mindegyik a Kárpátokban ered és a Tisza vízrendszeréhez tartozik. A Maros, Szamos, Hernád, Berettyó/Ér vízjárását jelentős mértékben befolyásolják az állandó jellegű víztározók (Konecsny 1999a, 1999b). A Fekete-Körösön nincs víztározó, vízhasználatok befolyásolták a vízjárást. A Szamos folyó vízgyűjtőjének nagyobbik része Romániára ( km 2-96,1%), kisebbik része Magyarországra (306 km 2-3,9%) esik. A folyó teljes 411 km hosszából a felső 376 km szakasz Románia területén, az alsó 49,4 km Magyarország területén húzódik. Hegyvidéki, csapadékos, bőséges lefolyású területen ered, a Nagy-Szamos, Kis-Szamos, Lápos. A Szamos sokévi közepes vízhozama a forrásvidéken, Óradnánál még csak 5,50 m 3 /s, ami a torkolatközeli Csengerig 131 m 3 /s-ra nő. A Szamos és mellékfolyóinak romániai szakaszain összesen 1198 km-en épült árvízvédelmi töltés, illetve a folyó teljes magyar szakasza töltésezett, a jobb- és balparton összesen 93 km hosszban. A romániai vízgyűjtőrészen lévő 35 víztározó összesített víztározó képessége 557 millió m 3. A Kis-Szamosi hidroenergetikai és vízgazdálkodási rendszer, összességében 340 millió m 3 víztömeget képes betározni. Üzemelése miatt Kolozsvárnál, nyár végétől tél végéig a havi közepes vízhozamok 4 82%-al nőttek, a tavaszi nagyvizek idején 8 66%-al csökkentek. A nagyobb városok a kommunális vízellátást felszín alatti készletekből is biztosítják. A kibocsátott szennyvizek (Kolozsvár 1,33 m 3 /s, Beszterce 0,319 m 3 /s, Nagybánya 0,439 m 3 /s, Szatmárnémeti 0,286 m 3 /s) növelik a folyó vízhozamát. A Berettyó folyó vízgyűjtőjéből Romániára 3417 km 2-56 %, Magyarországra 1678 km 2-44 % esik. A folyó teljes 198 km hosszából a felső 120 km szakasz Románia területén, az alsó 78 km Magyarország területén van. Forrásvidéke a m magasságú Meszes hegységben van. A folyó eredeti hossza az 1858-ban kezdett szabályozási munkákat megelőzően a jelenleginél kb. kétszer nagyobb volt (364 km). A folyó teljes magyar szakasza töltésezett. Fő mellékvízén, az Éren, összesen 244 km hosszúságban építettek ki árvízvédelmi töltést. A kommunális célú vízellátást a nagyobb településeken felszín alatti vízkészletekből biztosítják és a keletkező, folyóba bevezetett szennyvizek növelik a kisvízi vízhozamokat. Számottevő víztározó kapacitás az Ér völgyében van (20 millió m 3 ). A Fekete-Körös folyó vízgyűjtőjének nagyobbik része Romániára (4476 km 2-96,4%), kisebb része Magyarországra (151 km 2-3,6%) esik. A folyó 168 km hosszából a felső 147,5 km Románia területén, az alsó 20,5 km Magyarország területén húzódik. A vízgyűjtőt nyugaton síkvidékek alkotják, a középen dombvidékek vannak, amit keleten az Erdélyi-Szigethegység hegyláncai öveznek. Alföldi szakaszán a XVIII-XIX. századi mederszabályozás következtében az eredeti 260 km-hez viszonyítva jelentősen csökkent. Összefüggő töltések a romániai alsó szakaszon és a teljes magyar folyószakaszon vannak. A folyón nincs jelentősebb vízbefogadó képességű állandó tározó. Az árvízi hozamokat árvízi vésztározókba vezetik. A lakosság vízellátását, a nagyobb településeken részben felszín alatti vízkészletekből biztosítják, és bányavizek mellett a folyóba vezetett szennyvizek is növelik a vízhozamokat. A folyó sokévi közepes vízhozama Susdnál 2,29 m 3 /s, Sarkadnál 30,0 m 3 /s. A Maros vízgyűjtő nagyobb része Romániában (92 %), kisebb része Magyarországon (8 %) található. A folyó teljes hossza 789,3 km, magyarországi szakasz 49,5 km (6,3 %). Romániában a Maroson és mellékfolyóin, 1353 km-en vannak árvízvédelmi töltések, és folyószabályozási művek. A folyó sokévi közepes vízhozama a felső szakaszon lévő Gyergyóújfalunál 1,02 m 3 /s, a tiszai torkolat közelében lévő Makónál 205 m 3 /s. A Maros folyó vízgyűjtőterületén kiépült víztározók teljes tározóképessége 700 millió m 3. Ezek közül 7 db 10 millió m 3 -nél nagyobb tározókapacitással rendelkező állandó víztározó (üzemi szinten 300 millió m 3 össztározó képességgel) működik. A Hernád folyó vízgyűjtő területe 5436 km 2, melyből, Szlovákiában 4427 km 2, Magyarországon 1013 km 2. Teljes hossza 294 km, melyből 186 km esik szlovák és 108 km magyar 27

30 területre. A vízgyűjtő legmagasabb pontja a Gölnic-patak forrásának közelében 1943 maf., a legalacsonyabb a torkolatnál, 100 maf. Főbb mellékfolyói: Gölnic, Svinka, Tarca, Osva, Vadász, Bársonyos csatorna. A folyó hazai szakaszán, a két parton mintegy 48 km árvízvédelmi töltés épült. A legnagyobb ipari felszíni vízhasználó a Kassai Acélmű, amely évente kb. 30 millió m³ vizet vesz ki a folyóból (92% a vízgyűjtőn felhasznált vízmennyiségből). Nagyobb hatása a vízjárásra a főbb víztározóknak van, melyeknek vízbefogadó képessége összesen 73 millió m 3 (Ruzsin I millió m 3, Ruzsin II. - 3,7 millió m 3, Palcmanská Maša - 10,3 millió m 3 ). A Gölnicen lévő Palcmanská Maša-i tározó rendszernél vízátvezetés van a Hernádból a Sajó völgybe. A medertározású magyarországi duzzasztók Bőcsnél, Felsődobszánál, Gibártnál és Hernádszurdoknál vannak. A Tisza folyó vízgyűjtőterülete km 2, ami a Duna vízgyűjtőjének 19,5%-a. A Tisza mellékfolyóival a Kárpátok legjelentősebb vízgyűjtője, de mielőtt beletorkollik a Dunába, átfolyik az Alföldön is. A Tisza vízgyűjtőjén öt állam osztozik: Ukrajna (8,1%), Románia (46,2%), a Szlovákia (9,7%), Magyarország (29,4%) és Szerbia (6,6%). A folyó eredeti hossza km volt, de a XIX. század második felében végzett folyószabályozási munkálatok eredményeként a folyó teljes hossza 30%-kal, 966 km-re csökkent. A vízgyűjtője két fő részre osztható: a hegyvidéki Felső-Tisza és mellékfolyói, valamint az alföldi részek. A vízgyűjtő átlagos erdőborítottsága 27%- os. A Tisza vízgyűjtő vízháztartási összetevőinek sokéves középértékei: csapadék 744 mm/év, párolgás 560 mm/év, lefolyás 177 mm/év (= 830 m 3 /s). Fajlagos lefolyás mm/év (a Tisza középső szakaszán) és több mint 1000 mm/év (az Észak-keleti Kárpátok és az Erdélyi- Szigethegység nyugati lejtőin) közti lefolyási eltéréseket mutat (ICPDR, 2007). A folyó főága mentén a XIX. század közepétől mintegy 1500 km hosszú árvízvédelmi töltés épült. Az Alföldön szivattyú állomásokkal felszerelt vízelvezető rendszereket építettek. A belvíz-elvezetési rendszerekkel lefedett teljes terület km 2, a csatornák hossza km. Az összes éves vízfogyasztás a Tisza vízgyűjtőjén a becslések szerint 700 millió m 3, a vízhozam kb. 2 3%-ka. A fogyasztás 20%-ka származik mélyebb víztartókból. Az öntözés a legjelentősebb víz felhasználó (250 millió m 3, vagy 8 m 3 /s). Az összes éves közüzemi célú vízfelhasználás kb. 110 millió m 3, az ipari célú vízfelhasználás 200 millió m 3. A teljes tározókapacitás 2,7 milliárd m 3, ami a Tisza éves vízhozamának 10%-ka. Hét nagyobb, 100 millió m 3 -t meghaladó kapacitású tározó van. A 34 nagy vízerőműből 28 erőmű Romániában található. Felhasznált adatok, szakirodalmi előzmények, vizsgálati módszerek A vízrajzi állomásoknál a rendelkezésre álló megszakítás nélküli vízhozam adatsorok hossza 58 év. A Románia felől érkező folyók esetében /1980 időszakban, a kisvízhozamok természeteshez közelieknek tekinthetők, mivel csak kisebb mértékben voltak befolyásolva emberi beavatkozások által. Ezt követően viszont, amikor a vízjárás éven belüli, sőt (a víztározók alatt) sokévi átrendeződéshez vezettek, a lefolyás befolyásoltságának mértéke jelentősebbé vált. A Hernádon a Ruzsini víztározó 1969 óta üzemel, itt korábban kezdődött a vízhozamok jelentős befolyásoltsága (2. táblázat). Távolság Vízgyűjtő-terület Vízmérce "0" Qm aa Qmax aa Qmin aa Vízmérce szelvény torkolattól (fkm) (km 2 ) (mbf) (m 3 /s) (m 3 /s) (m 3 /s) Szamos Csenger 49, , ,8 Hernád Hidasnémeti 97, ,27 28, ,70 Berettyó Berettyóújfalu 43, ,39 11, ,95 Fekete-Körös Sarkad 15, ,50 34, ,430 Maros Makó 24, , ,8 Tisza Szeged 173, , ,8 2. táblázat Jellemző vízrajzi és vízhozam adatok a vizsgált vízmérce szelvényeknél Table 2. Typical hydrological and water yield data at the examined water gauges 28

31 Az évi közepes vízhozamok tízévenkénti átlagait vizsgálva megállapítható, hogy mind a hat szelvénynél a legkisebb átlagok az évtizedben következtek be, ig növekedés tapasztalható, majd ezen csúcs érték utáni két évtizedben csökkenés, végül az utolsó időszakban ismét növekedés volt jellemző. Tehát a sokévi közepes vízhozam értékek változásában, ellentétben a térség csapadék idősoraival melyek csökkenést jeleznek nem azonosítható egy határozott trend (3. táblázat). Az évi maximális vízhozamok változása emelkedő vagy stagnáló irányú. A kisvizes időszak során a vízgyűjtőterületről történő lefolyásban jelentős csökkenés következik be és kisvízi vízhozamok figyelhetők meg. A kisvízi időszakon belül általában több, legalább egy kisvízi esemény következik be. Egy olyan időfüggvényről van szó, amely nem halad meg egy előre rögzített vízhozam értéket, amely döntően a felszín alatti táplálásból származó alapvízhozamból és felszínközeli eredetű vízhozamból tevődik össze. Ez a vonatkozó szakirodalomban vízhozam küszöbérték (Q 0 ), kritikus kisvízhozam érték, referencia vízhozam néven szerepel (4. táblázat). Ssz Időszak Csenger Hidasnémeti Berettyóújfalu Sarkad Makó Szeged ,1 6,99 28, ,4 13,0 35, ,7 13,6 40, ,4 11,7 36, ,8 10,0 29, ,1 11,7 37, táblázat Az évi közepes vízhozamok tízévenkénti átlagainak alakulása Table 3. Average decadal changes of the yearly medium water yields Vízrajzi állomás Q min mo /év,hó Q m min mo 29 Kisvízhozamok valószínűsége (Qp %, m 3 /s) 50% 80% 90% 95% 97% 99% Szamos Csenger 11,8/54.IX. 60,4 49,3 26,4 22,4 18,5 17,4 13,4 Hernád Hidasnémeti 2,08/61,X 8,15 11,4 7,15 5,00 4,00 2,90 2,20 Berettyó Berettyóújfalu 0,165/72.VIII. 4,40 2,66 1,47 0,861 0,579 0,492 0,294 Fekete-Körös Sarkad 0,430/1952.VIII 0,430 9,10 3,10 1,96 1,50 1,10 0,500 Maros Makó 27,7/61.X ,8 53,1 44,1 37,7 34,5 28,6 Tisza Szeged 103/50.VIII táblázat A kisvízhozam küszöbértékek meghatározása 50%-os valószínűségű havi kisvízhozamok alapján a Kille (1970) által kidolgozott módszerrel Table 4. Determination of small water yield threshold values with 50% probability based on the small water yields with the methods of Kille (1970) A Kille (1970) által kidolgozott módszer olyan vízhozam küszöbértéket alkalmaz, amely nem más, mint a felszínalatti eredetű alapvízhozam sokévi átlagértéke. Számításához több évtizedes havi vízhozam adatsorra van szükség. A kritikus kisvízhozam érték, a havi legkisebb vízhozamok 50%-os valószínűségi értékének felel meg. Ezt a statisztikai módszert fogadtuk el és alkalmaztuk a jelen vizsgálat során is. A természeteshez közeli vízjárású /1980 időszak havi legkisebb vízhozamai alapján számított kritikus vízhozam a hat vízrajzi állomásnál (3. táblázat). A vizsgálatok során néhány olyan egyszerűsítést alkalmaztunk, amit a vonatkozó szakirodalom is ajánl (Kille, 1970; Zelenhasic et al., 1987; Kovács és Domokos, 1996; Hisdal et al., 2001; Lanen et al., 2007). Hosszabb kisvízi időszakok folyamán előfordulnak, csak néhány napig tartó, vízhozam események, amelyek nem változtatják meg az időszak alapvetően kisvízi jellegét. Ezeknek hosszát a folyó vízgyűjtőterülete, és a kisebb árhullámok levonulási idejének (tartósságának) függvényében határoztuk meg (Tisza, Maros és Szamos 5 nap; Hernád és Fekete- Körös 4 nap; Berettyó 3 nap). Ha két kisvízi esemény között küszöbértéket meghaladó kisebb vízhozam növekedés, árhullám alakul ki, de ennek időtartama nem haladja meg a 3 5 napot, akkor a

32 Q (m3/s) Q (m3/s) Q (m3/s) Q(m3/s) Q (m3/s) Q (m3/s) két esemény együttesét egyetlen kisvízi időszaknak tekintettük. Ha egy kisvízi időszak egyik tárgyidőszakból (évből) átnyúlik a másikba, akkor csak az egyik tárgyidőszakhoz számítottuk, ahhoz, amelyikben a kezdete volt. A hidrológiai statisztikai feldolgozások eredményei A folyók vízjárásának évenkénti szélsőségeit jól mutatja a vízhozamok évenkénti és éven belüli ingadozása. Az egyes folyószelvényeknél a nagyvízi és kisvízi évek napi vízhozamainak alakulása között igen jelentős eltérések figyelhetők meg. Egy-egy nagyvízi év közepes vízhozama többszöröse (akár 5 10-szerese) lehet egy kisvízi év közepes vízhozamának. A vizsgált folyókon 1970 és 1997 jellemzően nagyvízi év volt, úgy a kiemelkedően magas évi közepes, maximális és minimális vízhozam értékek tekintetében, mint a vízhozamok éven belüli eloszlásának vonatkozásában. A téli, tavaszi és nyári időszakokban egymást követték az árhullámok. Jellemzően kisvízi évek voltak, 1950, 1952, 1953, 1959, Ezekben az években, az évi közepes, maximális, minimális vízhozamok kicsik voltak, akárcsak a kisvízi időszakokra vonatkozó évi összesített víztömeghiány. A mellékfolyók vizsgált szelvényeinél az eddig észlelt legkisebb vízhozamok a természeteshez közeli vízjárású időszakban, között voltak jellemzőek, de a Tiszán Szegednél a legkisebb vízhozamok ettől eltérően 1990, 1992 és 1993 években következtek be. Az utóbbi évtizedekben jellemző befolyásolt vízjárás idején ezek a vízhozamok nagyobbak lettek. Az időbeni meredek növekedési tendenciát szemléltetik a bemutatott idősor grafikonok és az ezekre meghúzott lineáris trend vonalak (4. ábra). A változás elsősorban nem az éghajlati viszonyok módosulásához köthető, hanem a víztározók és a felszínalatti vízkészletek vízellátási célokra való alkalmazásához, és ezeknek a folyóba szennyvízként való bevezetésének vízjárás-módosító hatásával magyarázható. A felhasznált napi vízhozam adatok megbízhatóságát alapvetően megfelelőnek tartjuk a kisvízi időszakok vizsgálatára. Azonban a kisvízi vízhozamok a műszaki beavatkozások hatására a vízgyűjtő különböző részein változó mértékben módosultak és az idősorok befolyásolt időszakának statisztikailag homogén jellege kérdésessé vált ÉviMin ÉviNapiKözMin Lineáris (ÉviNapiKözMin) Szamos Csenger Qmin Qnapi köz min Hernád Hidasnémeti Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Berettyó Berettyóújfalu Lineáris (Qnapi köz min) Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Fekete-Körös Sarkad-Malomfok Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Maros Makó Qmin Qm d min Lineáris (Qm d min) Tisza Szeged ábra Az évi minimális napi közép vízhozamok és a pillanatnyi évi minimális vízhozamok növekvő trendje a folyókon lévő vízmérce szelvényeknél ( ) Figure 4. Increasing trend of the yearly minimal daily medium water yields and the momentary yearly minimal water yields at the water gauges ( ) 30

33 Nap Nap Nap Nap Nap Nap A vizsgált folyószakaszokon között, február-június hónapokban nem volt jellemző az évi minimális vízhozamok kialakulása. A Szamoson Csengernél nem fordult elő évi minimális vízhozam március-június között, a Hernádon Hidasnémetinél április-június hónapokban, a Berettyón Berettyóújfalunál februárban és márciusban, a Fekete-Körösön Sarkadnál februárban és májusban, a Maroson Makónál március-június hónapokban és a Tiszán áprilisban és májusban. Az évenkénti kisvízhozam küszöbérték alatti napok száma átlagosan között alakult. Voltak olyan évek is, amikor ezen napok száma a 200-at is meghaladta, a Szamoson, Csengernél 214 napot, a Hernádon 215 napot, a Berettyón Berettyóújfalunál 284 napot, a Fekete-Körösön Sarkadnál 211 napot, a Maroson Makónál 229 napot, a Tiszán Szegednél 227 napot. Amint a mellékelt grafikonokon is látható között mind a hat vízmérce szelvénynél szignifikánsan csökkenő irányú lineáris trend jellemezte az évi kisvízhozam küszöbérték alatti napok számát (5. ábra). Elemeztük a leghosszabb összefüggő kisvízi időszakok hosszának alakulását is. Az ilyen időszakok hossza legfeljebb 185 nap (Csenger), illetve 259 nap (Szeged) volt. Ezek az idősorok is egyértelműen csökkenő trenddel jellemezhetők, mind a nyolc állomásnál. A vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszakok évenkénti hosszának meghatározásánál, nem vettük figyelembe a kisvízi időszakokban előfordult legfeljebb 3-5 napos megszakításokat. Ebben az esetben, sokévi átlagban 82 nap (Hidasnémeti) és 121 nap (Makó) között-, szélsőséges esetben évente 0 nap, és 214 (Csenger) 322 nap (Makó) nap közötti volt a napok száma. Itt is szignifikánsan csökkenő jellegűek a hidrológiai idősorok. A vizsgált időszak folyamán évente átlagosan 3-4 kisvízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszak volt. Az évi maximális időszak szám 8 (Sarkad, Makó) és 11 (Csenger, Hidasnémeti, Szeged) között változott. A szelvényekre vonatkozóan előállított idősorok alapján megállapítható, hogy a kisvízi időszakok évenkénti száma többnyire stagnált vagy kismértékben nőtt, csak a Berettyóújfalui szelvénynél nőtt szignifikánsan. Ezeket a változásokat hidrológiai folyamatok váltották ki, inkább a folyószakaszonként eltérő műszaki beavatkozásokkal magyarázhatóak Szamos Csenger 250 Hernád Hidasnémeti 250 Berettyó Berettyóújfalu Fekete-Körös Sarkad-Malomfok Maros Makó Tisza Szeged ábra A kisvízhozam küszöbérték alatti napok évenkénti számának csökkenő trendje a folyókon lévő vízmérce szelvényeknél ( ) Figure 5. Decreasing trend of the yearly number of days below the small water yield threshold at the water gauges ( ) A kisvízi időszak víztömeghiánya azt mutatja, hogy a vízhozam küszöbérték alatti napokban mennyivel kevesebb a lefolyt víztömeg, ahhoz az értékhez viszonyítva, amely a vízhozam 31

34 Wdef (mill m3) Wdef (mil. m3) Wdef (mill. m3) Wdef (mill. m3) Wdef (mill. m3) Wdef (mill m3) küszöbértéknek megfelelő vízhozam esetén folyt volna le. Értéke nagymértékben függ a folyó kisvízi vízhozamainak abszolút nagyságától is, így a nagyobb folyókon nagyobb-, a kisebb folyókon kisebb víztömeghiány jellemző. Ennek megfelelően a hat folyó szelvényei közül az átlagosan legkisebb vízkészlettel rendelkező Berettyó Berettyóújfalu (7,1 millió m 3 ) és legnagyobb vízkészletű Tisza Szeged (1236 millió m 3 ) közötti sokévi átlagos víztömeghiányok közötti arányszám eléri az 1:174-et. A leghosszabb összefüggő kisvizes időszakok víztömeghiánya a következő: Berettyó Berettyóújfalu 37 millió m 3, Hernád Hidasnémeti 85 millió m 3, Fekete-Körös Sarkad-Malomfok 97 millió m 3, Szamos Csenger 426 millió m 3, Maros Makó 840 millió m 3, Tisza Szeged 4100 millió m Szamos Csenger Hernád Hidasnémeti Berettyó Berettyóújfalu Fekete-Körös Sarkad-Malomfok Maros Makó Tisza Szeged ábra A kisvízi időszakok évi víztömeg hiányának (millió m 3 ) csökkenő trendje a folyókon lévő vízmérce szelvényeknél ( ) Figure 6. Decreasing trend of the yearly water amount deficiency of small water periods (million m 3 ) at the water gauges ( ) A hat vízmérce szelvényre számított évi összesített víztömeghiány idősorok alapján megállapítható, hogy ezek az értékek szignifikánsan csökkenő tendenciájúak (6. ábra). Hasonlóan csökkenő a trend a leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok víztömeghiány értékek-, és a napi maximális víztömeghiány értékek idősorai esetében is. A felszíni vízigények biztosítása a leghosszabb kisvízi időszakokban, amikor több tíz millió m 3 -es (Hernád, Berettyó, Fekete-Körös), illetve több százmillió m 3 -es (Szamos, Maros, Tisza) a folyók víztömeghiánya komoly gondot jelenthet, mert ezek a vízmennyiségek meghaladják, a vízgyűjtőterület teljes víztározó képességét. Összefoglaló megállapítások - Bolygónk éghajlatában az utóbbi fél évszázadban meglehetősen egyértelmű változások történtek. Ezek emberi eredete igen valószínű (> 90 %). E következtetés alapja, hogy a természetes és antropogén hatásokkal sikerül jól szimulálni a földi hőmérséklet múltbeli viselkedését, ám az antropogén tényezők nélkül a tény és a szimuláció az utóbbi fél évszázadban szétválik. - A változás regionális sajátosságai leginkább az éghajlati modellek felhasználásával becsülhetők. A globális klímamodellek eredményeit további fizikai modell beágyazásával javítani szükséges, főleg a fizikai tartalomnak a tényleges éghajlati rendszer bonyolultságához való közelítése érdekében. 32

35 - A legújabb beágyazott modellek is hasonló eredményeket szolgáltatnak, mint a globális modellek és durvább felbontású beágyazások. Ezek lényege hazánk területén minden évszakban a hőmérséklet emelkedése, míg a csapadék a nyári félévben erősen csökken, ám a téli félévben inkább emelkedik. Az évi összeg csökkenése nem szignifikáns, míg a változások éven belüli megoszlása nagyon előnytelen. - Az időjárási szélsőségek közül a fő tendenciák irányába eső szélsőségek általában nőnek, míg a csapadék rövid időtartamú összegei is növekedhetnek, annak ellenére, hogy a tenyészidőszakban a teljes csapadékösszeg növekszik. Ez azonban úgy alakul ki, hogy jóval kevesebb napon hullik mérhető csapadék, de amikor ez mégis megvalósul, azokon a napokon a korábbinál nagyobb mennyiség esik. - A beágyazott modellezés ma kétségkívül a legfontosabb eszköz az éghajlati, így pl. hidrológiai hatásvizsgálatok megalapozására. Nem ajánlható azonban egy-egy kiragadott modell adatmezőinek nagy részletességű használata, mivel a modellek eredményei egymás között jelentősen eltérnek egymástól. E különbözőséget elsősorban durva felbontású háttér-modellektől kapott határfeltételek különbözőségei okozzák. Emiatt vagy több modell együttesét szükséges használni, vagy pedig megismerve az eredmények szóródását, érdemes a modelleket is osztályozni a változás jellege, mértéke szerint, ahhoz hasonlóan, ahogyan a globális kibocsátási szcenáriókat is osztályozni szoktuk. - A napi vízhozam adatok megbízhatósága a vizsgálat céljaira alapvetően megfelelő volt, de a vízgyűjtőben történt műszaki beavatkozások, és a téli (jeges) időszaki észlelési és adatfeldolgozási módszerek hiányosságai miatt a kisvízi vízhozamok alkalmazhatósága valószínűségi eloszlási számításokra, homogenitási problémák miatt, esetenként megkérdőjelezhető. - A statisztikai vizsgálat alá vett időszakban a hat folyón az évek 86 (Hidasnémeti) 100%-ában (Szeged) volt kimutatható vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszak. - A vízhozam küszöbértékek alatti vízhozamú napok száma, az év napjainak 20 30%-ban jellemző. - Február-június hónapokban általában csak kivételesen fordult elő évi minimális vízhozam. - A Szamoson, Hernádon, Maroson és a Tiszán döntően a téli félévben (X III), a Berettyón és Fekete-Körösön túlnyomó részt a nyári félévben (IV IX) következtek be az évi minimumok. - A leghosszabb kisvízi időszakok víztömeg hiánya a Berettyón és Fekete-Körösön több tízmillió m 3, a Szamoson, Maroson több százmillió m 3 volt, a Tiszán több milliárd m 3, ami olyan nagy vízkészlet-hiány, aminek pótlása a jelenleg meglévő víztározó kapacitás mellett nem, vagy csak igen nehezen megoldható feladat tól az előző három évtizedes időszakhoz viszonyítva, a négy folyón, vízkészletgazdálkodási szempontból pozitív változások következtek be: nagyobbak lettek a minimális vízhozamok, csökkent a kisvizes időszakok időtartama, száma, víztömeghiánya, viszont nőtt a közöttük eltelt időszak hossza. - A műszaki beavatkozások vízjárásra gyakorolt erős befolyása miatt a vizsgált folyószakaszokon nem mutatható ki az éghajlatváltozás kisvízi lefolyásra gyakorolt hatása, azonban ez nem jelenti azt, hogy nincs ilyen hatás. Ez a tény összhangban van azzal a kutatási eredménnyel, hogy Európában a XX. században a hidrológiai szárazság időbeli változási trendje nem mutat egységes területi eloszlást (Lanen et al 2007). Irodalom Christensen, J. H., Carter, T. R., Rummukainen, M., Amanatidis, G. 2007: Predicting of regional scenarios and uncertainties for defining European climate change risks and effects: The PRUDENCE Project. Climatic Change, 81(Suppl. 1): Hisdal, H., Tallaksen, L. M., Peters, E., Stahl, K., Zaidman, M. 2001: Drought event definition. In: Demuth, S., Stahl, K. (ed.): Assessment of the regional Impact of Droughts in Europe. Final 33

36 Report to the European Union ENV-CT , Institute of Hydrology, University of Freiburg, Germany ICPDR 2007: A Tisza Vízgyűjtő helyzetértékelése. Szakmai összefoglaló. Duna Védelmi Nemzetközi Bizottság (ICPDR). IPCC 2007: Climate Change 2007: WG-I, The Physical Science Basis. WG-II, Impacts, adaptation and vulnerability. WG-III, Mitigation of Climate Change http//:www.ipcc.ch. Kalmár E., Németh Á. 2006: A téli és a tavaszi hideg szélsőségek alakulása Magyarországon. VAHAVA Zárókonferencia előadásai, CD-ROM. Kille, K. 1970: Das Verfahren MoMNQ: ein Beitrag zur Berechnung der mittleren langjährigeren Grundwasser-neubildung mit Hilfe der monatlichen Niedrigwasserabflüsse. Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft, Sonderheft Hydrogeologie-Hidrochemie, Hannover. Konecsny K. 1999a: Az Erdélyi fennsík és a hozzátartozó hegyvidék vízháztartása. Vízügyi Közlemények, 81(1): Konecsny, K. 1999b: Water developments and their impact on runoff in the Upper Tisa catchment. The Uper Tisa Valley. Preparatory proposal for Ramsar site designation and an ecological background Hungarian, Romanian, Slovakian and Ukrainian co-operation. TISCIA monograph series. Szeged. Konecsny K. 2004: A évi nyári aszály kialakulásának időjárási és hidrológiai okai és vízjárási következményei a Felső-Tisza-vidéken. Vízügyi Közlemények, 84(1 2): Konecsny K. 2010a: A kisvizek főbb hidrológiai statisztikai jellemzői a Maros folyó alsó szakaszán. Hidrológiai Közlöny, 90(1): Konecsny K. 2010b: A kisvizek főbb hidrológiai statisztikai jellemzői a Szamos folyó alsó szakaszán. Hidrológiai Közlöny, 90(5): Konecsny K. 2010c: A kisvizek hidrológiai statisztikai értékelése a Fekete-Körös folyó alsó közös román-magyar szakaszán. MHT XXVII. Országos Vándorgyűlés. Sopron július 7 8. DVD+Honlap: Konecsny, K., Bálint, G. 2010a: Low water related hydrological hazards along the lower Mures/Maros river. Volumul Riscuri şi catastrofe. Universitatea Babeş-Bolyai. Facultatea de Geografie. Centrul de Geografie Regională. Laboratorul de riscuri şi hazarde. An VIII. Nr. 6/2010. Coordonator: Victor Sorocovschi. Casa Cărţii de Ştiinţă. Cluj-Napoca. Konecsny, K., Bálint, G. 2010b: Main hydrological statistical characteristics of low water on the Barcău/Berettyó stream. In: Aerul si Apa 2010 componente ale mediului. Presa universitară Clujeană. Ziua Mondială a Apei, Ziua Mondială a Meteorologiei martie 2010, Cluj-Napoca. Kovács Gy., Domokos M. 1996: A kisvízi események jellemzőinek becslése. Vízügyi Közlemények, 78(3 4): Lanen, H. A. J. van, Tallaksen, L. M., Rees, G. 2007: Droughts and climate change. ANNEX II. Commission Staff Working Document Impact Assessment (SEC(2007) 993), Accompanying document to Communication Addressing the challenge of water scarcity and droughts in the European Union (COM(2007) 414), Commission of the European Communities, Brussels, Belgium. _and_climate_ change_2007.pdf Mika J. 1988: A globális felmelegedés regionális sajátosságai a Kárpát-medencében. Időjárás, 92: NÉS 2008: Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia Országgyűlési Határozat március 17. (www.kvvm.hu/cimg/documents/nes pdf). Linden, P. van der, Mitchell, J. F. B. (eds.) 2009: ENSEMBLES: Climate Change and its Impacts: Summary of research and results from the ENSEMBLES project. Met Office Hadley Centre, FitzRoy Road, Exeter EX1 3PB, UK. 160 p. VKKI 2009: A Víz Keretirányelv hazai megvalósítása. Vízgyűjtő-gazdálkodási terv. A Dunavízgyűjtő magyarországi része. Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság december. 34

37 Zelenhasic, E., Salvai, A., Srdjevic, B. 1987: A Tisza kisvízi eseményeinek sztochasztikus elemzése. Hidrológiai Közlöny, 67(1): Abstract THE WATER AS A NATURAL RESOURCE IN THE SCOPE OF THE CLIMATE CHANGE KÁROLY 1 KONECSNY and JÁNOS 2 MIKA 1 National Inspectorate for Environment, Nature and Water H-1016 Budapest, Mészáros u. 58/a., Hungary, 2 Eszterházy Károly College, Hungarian Meteorological Service H-3300 Eger, Leányka u. 6., Hungary, Water household components (precipitation, areal evaporation, and runoff) have to be known for the survey of available water stock of Hungary. Changes of these parameters are caused by climatic factors thus they are under the effects of climate change. This is why we analyze the possible set of climate change in the first part of our article mainly in the Carpathian Basin but also with overview on the remote areas of the Danube watershed. From these calculations we can conclude the decadence of average state of water balance but unfortunately the occurrence of water level extremities does not surely follow this decadence. For the calculation of the water stock of the rivers medium and maximum water yield data can be partly authoritative but for the determination of the available water stocks small water levels and their areal and timely distribution also have to be examined in detail. This is examined based on the examination of hydrological statistical characteristics of small water yields of the Hungarian sections of River Tisza and its five tributaries: Szamos, Hernád, Berettyó, Fekete-Körös and Maros. We evaluated the occurred change based on the characteristics of the water scarce periods of 58 years ( ) long daily small water yields time series. 35

38 A TALAJ, MINT TERMÉSZETI ERŐFORRÁS VÁRALLYAY GYÖRGY MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, 1022 Budapest, Herman Ottó út 15., Összefoglalás Magyarország legfontosabb, feltételesen megújuló (megújítható) természeti erőforrása a talaj. Ésszerű és fenntartható használata, védelme, állagának megőrzése és sokoldalú funkcióképességének fenntartása az élet alapvető minőségének (megfelelő mennyiségű és minőségű élelmiszer; tiszta víz; kellemes környezet) biztosítása céljából olyan össztársadalmi érdek, ami nemcsak a földtulajdonos és földhasználó, hanem az állam és az egész társadalom részéről megkülönböztetett figyelmet érdemel, átgondolt és összehangolt intézkedéseket tesz szükségessé. A talaj sokoldalú funkcióit egyre inkább és egyre sokoldalúbban hasznosítja az ember, élve (sajnos nem ritkán visszaélve) a talaj sajátos és specifikus önmegújuló képességével (soil resilience). Magyarországon a nagyon változatos talajképződési tényezők bonyolult összhatásának eredményeképpen mozaikosan tarka talajtakaró alakult ki, térben és időben egyaránt nagyon változó talajtulajdonságokkal, amelyekről nemzetközi színvonalú talajtani adatbázis nyújt információt, s képez tudományos alapokat azok szabályozására. Magyarország általában és viszonylag kedvező agroökológiai adottságokkal rendelkezik, de e kedvező adottságok igen nagy tér- és időbeni változatosságot mutatnak, szeszélyesek, szélsőségekre hajlamosak, s érzékenyen reagálnak bizonyos természeti okok miatti vagy különböző emberi tevékenység okozta stresszhatásokra. Környezeti állapotunk megóvása (vagy javítása) érdekében ezekhez a körülményekhez kell alkalmazkodni, a várható változásokra felkészülni, azok kedvező hatásainak erősítésére, illetve kedvezőtlen következményeinek megelőzésére, elhárítására, gyengítésére, csökkentésére tudományosan megalapozott módszereket, technológiákat kidolgozni, széleskörűen és eredményesen alkalmazni. A kedvező adottságokat gyakran és nagy területeken korlátozzák, veszélyeztetik az alábbi tényezők: 1. Talajdegradációs folyamatok (víz és szél okozta erózió; savanyodás; sófelhalmozódás, szikesedés; talajszerkezet leromlása, tömörödés; biológiai degradáció: kedvezőtlen mikrobiológiai folyamatok, szervesanyag-készlet csökkenése; a talaj tápanyagforgalmának kedvezőtlen irányú megváltozása; a talaj pufferképességének csökkenése, talajmérgezés, toxicitás). 2. Szélsőséges vízháztartási helyzetek (árvíz, belvíz, túlnedvesedés és aszály). 3. Elemek (növényi tápanyagok és potenciális szennyezőanyagok) biogeokémiai ciklusának kedvezőtlen irányú megváltozása. A talajdegradációs folyamatok túlnyomó része a talaj környezeti érzékenységének jellemzésével, stressz-elemzésével, illetve ezek alapján kidolgozott racionális talajhasználattal megelőzhető, kivédhető, de legalább egy ökológiai tűréshatárig mérsékelhető. Magyarország vízkészletei korlátozottak, s nem lehet számítani sem a légköri csapadék, sem felszíni és felszín alatti vízkészletek jövőbeni növekedésére. A korlátozott készletekből egyre nagyobb és sokoldalúbb társadalmi igényeket kell(ene) kielégíteni. A mezőgazdaságnak, a vidékfejlesztésnek, valamint a környezetvédelemnek ezért egyaránt a víz lesz egyik meghatározó tényezője, a vízfelhasználás hatékonyságának növelése pedig megkülönböztetett jelentőségű kulcsfeladata. A klímaváltozás prognózisok egybehangzó megállapítása szerint a szélsőséges időjárási és vízháztartási helyzetek (árvíz, belvíz, túlnedvesedés, illetve aszály) valószínűsége, gyakorisága, tartama növekedni fog, s súlyosbodnak ezek káros következményei is. Ilyen körülmények között megkülönböztetett jelentősége van annak, hogy az ország legnagyobb kapacitású potenciális természetes víztározója a talaj. Ez a tározótér azonban a víz talajba szivárgásának és a talajban történő hasznos tárolásának akadályai miatt gyakran nem hasznosul, s ez szélsőséges vízháztartási helyzeteket eredményez, azok minden káros következményével. A magyar Alföldön megkülönböztetett jelentőségű kétirányú vízháztartás-szabályozás alaptétele ezen akadályok megszüntetése vagy mérséklése. Az erre 36

39 irányuló beavatkozások túlnyomó része ugyanakkor kedvező anyagforgalom-szabályozási, környezetvédelmi intézkedés is. A talaj tulajdonságait kialakító, természetes megújuló képességének, multifunkcionalitásának feltételeit biztosító, termékenységét megőrző (vagy fokozó) tudatos, körültekintő, racionális és hatékony beavatkozások egyaránt nélkülözhetetlen elemei a fenntartható talajhasználatnak, a korszerű vízkészlet-gazdálkodásnak, az eredményes környezetvédelemnek, így a megfelelő életminőséget biztosító vidékfejlesztésnek is. Kulcsszavak: talaj multifunkcionalitása, talajtermékenységet gátló tényezők, talajdegradációs folyamatok, szélsőséges vízháztartási helyzetek, talajfolyamatok szabályozása Bevezetés Magyarország legfontosabb, feltételesen megújuló (megújítható) természeti erőforrása a talaj. Ésszerű és fenntartható használata, védelme, állagának megőrzése és sokoldalú funkcióképességének fenntartása az élet alapvető minőségének (megfelelő mennyiségű és minőségű élelmiszer; tiszta víz; kellemes környezet) biztosítása céljából olyan össztársadalmi érdek, ami nemcsak a földtulajdonos és földhasználó, hanem az állam és az egész társadalom részéről megkülönböztetett figyelmet érdemel, átgondolt és összehangolt intézkedéseket tesz szükségessé. A talaj jelentősége, funkciói Az egyéb természeti kincsekben szegény Magyarország legjelentősebb, feltételesen megújuló (megújítható) természeti erőforrását talajkészleteink képezik (Csete és Várallyay, 2004; Láng et al., 1983; Várallyay, 2010). A talaj ésszerű és szakszerű használata során nem változik irreverzibilisen, minősége nem csökken szükségszerűen és kivédhetetlenül. Megújulása azonban nem megy végbe automatikusan, zavartalan funkcióképességének, termékenységének fenntartása, megőrzése állandó tudatos tevékenységet követel, amelynek legfontosabb elemei az ésszerű földhasználat, talajvédelem, agrotechnika és a melioráció/rekultiváció (Várallyay és Láng, 2000). A talaj három specifikus tulajdonsággal rendelkezik: Termékenység: képes a talajban, talajon, vagy a talajjal kapcsolatban lévő élő szervezetek (bióta, természetes növényzet, termesztett kultúrák) alapvető életfeltételeit, a (talaj) ökológiai igényeit (elsősorban víz- és tápanyagellátását) többé vagy kevésbé kielégíteni (Csete és Várallyay, 2004). Megújuló képesség: képes bizonyos stresszhatások okozta károsodást/sérülést követően megújulni, s eredetihez közeli állapotába visszatérni (Várallyay, 2010). Multifunkcionalitás: primér biomassza-termelés alapvető közege, a bioszféra primér tápanyagforrása; a többi természeti erőforrás integrátora, transzformátora; hő-, víz-, tápelem-, szükséges esetben szennyezőanyag-raktár; stresszhatások pufferközege; szűrő- és detoxikáló-rendszer; bioszféra gén rezervoárja; természeti és történelmi örökségek hordozója, megőrzője (Várallyay, 2002a). A felsorolt tulajdonságok és funkciók mindegyike nélkülözhetetlen, azok egymáshoz viszonyított fontossága, jelentősége, súlya azonban térben és időben egyaránt nagymértékben változott az emberiség történelme során, s változik ma is. Azt, hogy hol és mikor melyik funkciót hasznosítja az ember, milyen módon és milyen mértékben az az adott gazdasági helyzettől, szocioökonómiai körülményektől, politikai döntésektől, az ezek által megfogalmazott céloktól, elvárásoktól függ (Várallyay, 2002a). Ezek pedig gyakran változnak, mint ezt a kihívásokat megfogalmazó jelszavak utolsó 60 évben bekövetkezett változásai szemléletesen tükrözik: Termesszünk mindent ott, ahová való! Termelj többet, jobban élsz! Termelj sokat és nagyot! gigantomán nagy -imádat! Termelj olcsóbban! 37

40 Termelj minőséget! Termelj környezet-kímélően! Termelj jövedelmezően! Ne termelj! Természetesen egy jelszó mindig szélsőséges: egyoldalúan kiemel valamit, amit az adott helyzetben különösen fontosnak ítél, s elhanyagol sok apró részletet, feltételt, kivételt. Ilyen az európai élelmiszerpiac telítettsége miatt szélsőségesen megfogalmazott Ne termelj! szlogen is, ami a Világ éhező százmilliói, valamint a megtermelt biomassza sokirányú felhasználhatósága (takarmány, ipari nyersanyag, alternatív energiaforrás) miatt természetesen csak bizonyos körülmények között, s csak átmenetileg érvényes. Nem indokolják egyébként a környezetvédelem szempontjai sem. Hisz eredendően a talaj (hasonlóképpen, mint az ember) nem szeret munka, tevékenység nélkül lézengeni, nincs mit kipihenni, hanem szeret dolgozni, értelmes tevékenységet végezni, ami a talaj esetében multifunkcionalitásának, illetve bizonyos aktuálisan elvárt funkciójának ellátása. Ilyen pedig mindig van és megfogalmazható! A talajnak meg kell felelni a mai kor új kihívásainak, melyek: földrajzilag és társadalmilag egyenlőtlen fejlődés (polarizáció); az (egyenlőtlenül) növekvő népesség fokozódó és egyre sokoldalúbbá váló élelmiszer-, víz- és energiaigényének minél teljesebb körű kielégítése; fenntarthatóság versenyképesség; klímaváltozás; globalizáció környezeti sokszínűség, biodiverzitás; levegő-, víz-, talajés élővilág-szennyeződés; élhető környezet] A talaj, illetve a fenntartható talajhasználat csak a fenti három specifikus sajátság racionális kihasználásával képes megfelelően és eredményesen reagálni, a kihívásoknak megfelelni. Sok esetben egy-egy funkció karaktere (tér- és időbeni variabilitása, változékonysága/stabilitása/ kontrollálhatósága, határfeltételei, korlátai) nem vagy nem megfelelően került figyelembe vételre a talajkészletek különböző célú hasznosítása során. Ez pedig sajnos gyakran ésszerűtlen talajhasználathoz, a talaj kizsarolásához, megújuló képességének meghiúsulásához, egy vagy több talajfunkció zavarához, súlyosabb esetben komoly környezet-károsodáshoz vezetett, s megfelelő ellenintézkedések hiányában vezethet a jövőben is (Várallyay, 2010). Magyarország talajai Magyarországon a nagyon változatos talajképződési tényezők bonyolult összhatásának eredményeképpen mozaikosan tarka talajtakaró alakult ki, térben [horizontálisan (foltosság) és vertikálisan (rétegezettség)] és időben egyaránt nagyon változó talajtulajdonságokkal, amelyekről nemzetközi színvonalú talajtani adatbázis nyújt információt, s képez tudományos alapokat azok szabályozására. Ilyen talajtani adatbázist jelentett hogy csak a legjelentősebb talajvizsgálati/talajtérképezési rendszereket említsük a XIX. század végi agrogeológiai térképezés; az ig tartó Kreybig-féle átnézetes talajtérképezés; az ig folyó genetikus üzemi talajtérképezés; az ország agroökológiai potenciáljának felmérése program keretében végrehajtott agrotopográfiai térképezés; s a jelenleg is működő Talajinformációs és Monitoring Rendszer (TIM). Ezeket számos különböző tartalmú, léptékű, részletességű talajtérkép és adatbázis, monográfia és kézikönyv egészítette ki. Az adatbázis jelenleg is folyó folyamatos fejlesztése biztosítja annak korszerű naprakészségét (Láng et al., 1983; Magyarország Nemzeti Atlasza, 1989; Stefanovits, 1992; Szabolcs és Várallyay, 1978; Várallyay, 1985, 2005c; Várallyay et al., 1979, 1980a,b, 2009;). Az erre vonatkozó felmérések alapján megállapítható, hogy Magyarország (elsősorban a Magyar Alföldek) általában és viszonylag kedvező agroökológiai adottságokkal rendelkezik (Láng et al., 1983). Érvényes ez a megállapítás talajkészleteinkre is. Az ezt bizonyító országos, és Magyarország hét nagytájára elkészített regionális tematikus talajtérképek atlaszának tartalomjegyzék fedőlapját mutatjuk be az 1. ábrán. 38

41 1. ábra Magyarország nagytájainak talajai Figure 1. Soils of the main geographical regions of Hungary A térképeken a hét legfontosabb talajtulajdonság, illetve talajjellemző került feltüntetésre: a talaj genetikai típusa; kémhatása és mészállapota; fizikai félesége; vízgazdálkodási tulajdonságai; szervesanyag-készlete; anyagforgalmának típusa; és esetleges degradációjának jellemzői. Ezek területi adatai az adatbázisban megyei, agroökológiai körzetenkénti és genetikai talajtípusonkénti bontásban egyaránt rendelkezésre állnak (Várallyay et al., 1979, 1980a,b). Az 1. táblázatban a főbb talajtulajdonságok százalékos megoszlásáról mutatunk be összeállítást (Csete & Várallyay, 2004; Láng et al., 1983; Várallyay et al., 1980a). Tényező % TALAJKÉPZŐ KŐZET 1. Glaciális és alluviális üledékek 37,7 2. Löszös üledékek 48,0 3. Harmadkori és idősebb üledékek 7,5 4. Nyirok 1,7 5. Mészkő, dolomit 2,6 6. Homokkő 0,1 7. Agyagpala, fillit 0,3 8. Gránit, porfirit 0,1 9. Andezit, riolit, bazalt 2,0 A TALAJ KÉMHATÁSA ÉS MÉSZÁLLAPOTA 1. Erősen savanyú talajok 13,5 2. Gyengén savanyú talajok 42,3 3. Szénsavas meszet tartalmazó talajok 38,4 4. Nem felszíntől karbonátos szikes talajok 4,2 5. Felszíntől karbonátos szikes talajok 1,6 FIZIKAI TALAJFÉLESÉG 1. Homok 15,8 2. Homokos vályog 9,6 3. Vályog 43,2 4. Agyagos vályog 18,6 5. Agyag 6,9 6. Tőzeg, kotu 1,3 39

42 7. Nem, vagy részben mállott durva vázrészek 4,6 A TALAJ VIZGAZDÁLKODÁSI TULAJDONSÁGAI 1. Igen nagy víznyelésű és vízvezető képességű, gyenge vízraktározó képességű, igen gyengén víztartó 10,5 talajok 2. Nagy víznyelésű és vízvezető képességű, közepes vízraktározó képességű, gyengén víztartó talajok 11,1 3. Jó víznyelésű és vízvezető képességű, jó vízraktározó képességű, jó víztartó talajok 24,9 4. Közepes víznyelésű és vízvezető képességű, nagy vízraktározó képességű, jó víztartó talajok 19,1 5. Közepes víznyelésű, gyenge vízvezető képességű, nagy vízraktározó képességű, erősen víztartó talajok 6,2 6. Gyenge víznyelésű, igen gyenge vízvezető képességű, erősen víztartó, kedvezőtlen vízgazdálkodású 14,9 talajok 7. Igen gyenge víznyelésű, szélsőségesen gyenge vízvezető képességű, igen erősen víztartó, igen 3,6 kedvezőtlen, szélsőséges vízgazdálkodású talajok 8. Jó víznyelésű és vízvezető képességű, igen nagy vízraktározó képességű talajok 1,3 9. Sekély termőrétegűség miatt szélsőséges vízgazdálkodású talajok 8,4 SZERVESANYAG-KÉSZLET (t/ha) (a talaj humuszos rétegére vonatkoztatva) , , , , , ,4 A TERMŐRÉTEG VASTAGSÁGA (kő, kavics, talajvíz) cm 0, cm 4, cm 5, cm 4, cm 85,5 1. táblázat. Fontosabb talajjellemzők kiterjedése Magyarországon (az összterület %-ában) Table 1. Distribution of important soil characteristics in Hungary (as a % of the total area) Talajaink környezeti állapotáról és az ezekben végbemenő változásokról a Talajvédelmi Információs és Monitoring rendszer (TIM) 1200 mérési pont (800 mezőgazdasági területen, 200 erdőterületen, 200 környezetvédelmi szempontból különösen érdekes területen) adatai alapján szolgáltat információkat 20 talajtulajdonságról, azok időbeni változékonyságától függő éves gyakorisággal (Várallyay et al., 2009). Az ország általában és viszonylag kedvező agroökológiai adottságai azonban igen nagy tér- és időbeni változatosságot mutatnak, szeszélyesek, szélsőségekre hajlamosak, s érzékenyen reagálnak bizonyos természeti okok miatti vagy különböző emberi tevékenység okozta stresszhatásokra. Környezeti állapotunk megóvása (vagy javítása) érdekében ezekhez a körülményekhez kell alkalmazkodni, a várható változásokra felkészülni, azok kedvező hatásainak erősítésére, illetve kedvezőtlen következményeinek megelőzésére, elhárítására, gyengítésére, csökkentésére tudományosan megalapozott módszereket, technológiákat kidolgozni, széleskörűen és eredményesen alkalmazni. A kedvező agroökológiai adottságokat elsősorban három tényező korlátozza: (i) Talajdegradációs folyamatok. (ii) Szélsőséges vízháztartási helyzetek. (iii) A szerves anyag és az elemek (növényi tápanyagok és potenciális szennyezőanyagok) kedvezőtlen biogeokémiai körforgalma. Talajtermékenységet gátló tényezők, talajdegradációs folyamatok Az agroökológiai potenciált, a talaj multifunkcionalitását, benne termékenységét, Földünk jelentős területein korlátozzák különböző tényezők. Ezekről mutatunk be összeállítást a 2. ábrán. Sajnos, a talajtermékenységet gátló tényezőkkel Magyarország jelentős területein is számolni kell, mint ezt a 3. ábra térképe és kördiagramja szemlélteti (Szabolcs és Várallyay, 1978). E tényezők természeti (termőhelyi) adottságok, amelyekhez vagy alkalmazkodni kell megfelelő talajhasználattal, művelési ággal, vetésszerkezettel és agrotechnikával, a Termeljünk mindent ott, 40

43 ahová való!, illetve Mezőgazdaságunk termelési szerkezetét minél inkább kell természeti (ökológiai) viszonyainkhoz igazítani! alapelvek érvényesítésével, vagy amennyiben az lehetséges, szükséges, indokolt és racionális azok megváltoztatásával (melioráció, talajjavítás, talajvédelem, vízrendezés) (Láng et al., 2007; Harnos és Csete, 2008). 2. ábra. A Föld agroökológiai potenciálját korlátozó tényezők Figure 2. Major limitations of the agro-ecologial potential A talaj termékenységét gátló tényezők (Magyarország összes területének %-ban% ban) Nagy homoktart. (8%) Savanyú kémhatás (12,8 %) Szikesedés (8,1 %) Szikesedés a mélyben (2,6 %) Nagy agyagtartalom (6,8 %) Láposodás, mocsarasodás (1,7 %) Erózió (15,6 %) Felszínnél tömör kőzet (2,3 %) Nem károsított (42,1 %) 3. ábra A talajtermékenységet gátló tényezők: 1. Nagy homoktartalom, 2. Savanyú kémhatás, 3. Szikesedés, 4. Szikesedés mélyebb talajrétegekben, 5. Nagy agyagtartalom, 6. Láposodás, mocsarasodás, 7. Erózió, 8. Felszín közeli tömör kőzet Figure 3. Limiting factors of soil fertility in Hungary: 1. Extremely coarse texture, 2. Acidity, 3. Salinity/alkalinity, 4. Salinity/alkalintiy in deeper layers, 5. Extremely heavy texture, 6. Waterlogging or peat formation, 7. Erosio, 8. Shallow depth A jelenlegi állapotot gyakran jelentős, néhány esetben katasztrofális mértékben súlyosbítják a talajdegradációs folyamatok, amelyek a talaj anyagforgalmának számunkra kedvezőtlen irányú megváltozását jelentik, annak minden káros következményével. Talajdegradációs folyamatok természeti okok (pl. klímaváltozás, árvíz, földcsuszamlás stb.) miatt, vagy a sokoldalú emberi tevékenység (ésszerűtlen földhasználat; ipari tevékenység; bányászat; infrastruktúra és településfejlesztés, urbanizáció; stb.) közvetlen vagy közvetett hatásaiként; tudatos vagy nem kívánt (ismert, kiszámítható vagy váratlan) következményeiként egyaránt bekövetkezhetnek (Várallyay, 1989, 2006, 2010a). A Föld talajait sújtó vagy veszélyeztető talajdegradációs folyamatokról az elmúlt évtizedekben világméretű felmérés készült. A GLASOD (GLobal Assessment of SOil Degradation) Program globális léptékben (1:5M méretarányban) arról nyújtott szemléletes áttekintést, hogy a Föld mely területein fordulnak elő különböző típusú, 41

44 mértékű, súlyosságú talajdegradációs folyamatok, ezek az érintett terület milyen hányadát érintik, s melyek az adott talajdegradációs folyamat fő okai, kiváltó és befolyásoló tényezői (Oldeman et al., 1990). Egy globális helyzetkép felvázolása a talajdegradációs folyamatokról szükséges, de nem elégséges lépése a probléma megoldásának. De ezt csak egy hierarchikusan felépített Talajvédelmi Stratégia-rendszer alapozhatja Természeti meg erőforrások a döntéshozás hasznosításának minden szintjén: térbeli 4. ábra. és Kulturális, társadalmi és gazdasági hatások GATT (WTO) gazdasági és társadalmi elméletek, tulajdonjogok, energiaárak időbeni dimenziói TÉRBENI DIMENZIÓK Világ Ökológiai, technikai hatások Globális klímaváltozás, biodiverzitás változás Piaci viszonyok, szállítási rendszerek, társadalombiztonság, oktatási rendszerek Ország/Térség Makroklíma, makrodomborzat, vízkészletek, biodiverzitás, talaj-viszonyok, technikai infrastruktúra Földtulajdon-viszonyok, jövedelem egészség-biztonság Gazdaság IDŐBENI DIMENZIÓK Mikroklíma, Mikrodomborzat, víz- Készletek, talajminőség, biodiverzitás W.E.H. Blum ábra A talajdegradáció térbeli és időbeni dimenziói Figure 4. Land and soil degradation dimensions in space and time Európa Talajvédelmi Stratégiájának kidolgozása során 8 talajdegradációs folyamat vizsgálata és kezelése kapott prioritást (5. ábra) (Várallyay, 2005b). 5. ábra Talajdegradációs folyamatok Európában Figure 5. Soil degradation processes in Europe 42

45 A. Erózió B. Tömörödés, szerkezet-leromlás C. Savanyodás D. Szikesedés 6. ábra Talajdegradációs folyamatok és a talajok azokkal szembeni érzékenysége Magyarországon: A. Erózió, B. Tömörödés, szerkezet-leromlás, C. Savanyodás, D. Szikesedés Figure 6. Soil degradation processes and soils sensitivity to these processes in Hungary: A. Erosion, B. Compaction, structure destruction, C. Acidification, D. Salinization/alkalization Sajnos, ezen degradációs folyamatok különböző mértékű káros hatásai Magyarországon is előfordulnak. Ezek közül legfontosabbak a következők (Szabó et al., 1998; Várallyay, 1989, 2010a): (1) Víz és szél okozta erózió. (2) Savanyodás. (3) Sófelhalmozódás, szikesedés. (4) Talajszerkezet leromlása, tömörödés. (5) A talaj vízgazdálkodásának szélsőségessé válása. (6) Biológiai degradáció: kedvezőtlen mikrobiológiai folyamatok, szervesanyag-készlet csökkenése. (7) A talaj tápanyagforgalmának kedvezőtlen irányú megváltozása. (8) A talaj pufferképességének csökkenése, talajmérgezés, toxicitás. Ezek közül a négy legjelentősebb térképét mutatjuk be vázlatosan a 6. ábrán, a talajok ezekkel szemben érzékenységének feltüntetésével. Európa s azt megelőzően Magyarország Talajvédelmi Stratégiája (Németh et al., 2005; Várallyay, 2005b) a már degradálódott talajok pontos helyszíni megfigyelésekre és mérésekre, laboratóriumi vizsgálatokra és távérzékelési információkra alapozott felmérésén és degradálódásának oknyomozó elemzésén kívül célul tűzte ki a különböző degradációs folyamatok által veszélyeztetett (potenciálisan degradációs) területek azonosítását, és lehatárolását is, annak érdekében, hogy a fenyegető veszélyek elhárítására megfelelő preventív intézkedések történhessenek. A talajdegradációs folyamatok ugyanis nem szükségszerű és kivédhetetlen következményei az ésszerű és megfelelő földhasználatnak. Az esetek túlnyomó részében megelőzhetőek, kivédhetőek, vagy legalább bizonyos tűrési határig mérsékelhetőek. Ehhez azonban a 43

46 talaj megújuló képességének feltételeit biztosító, tudományosan sokoldalúan megalapozott beavatkozások szükségesek. Ezek kidolgozásához pedig egy olyan korszerű és naprakész talajtani adatbázis, amely megfelelő információt nyújt a talajok jelenlegi környezeti állapotáról, annak változásáról (monitoring), valamint a talajok környezeti érzékenységéről/sérülékenységéről (Szabó et al., 1998; Várallyay, 1989, 2002b). Magyarországon egy ilyen korszerű, nemzetközi színvonalú adatbázis rendelkezésre áll, csak annak folyamatos naprakészségét, valamint információinak széleskörű és sokoldalú felhasználását kell biztosítani talajkészleteink védelme, a káros talajdegradációs folyamatok megelőzése, kivédése, megszüntetése, de legalábbis bizonyos tűrési határig történő mérséklése érdekében (Németh et al., 2005). Szélsőséges vízháztartási helyzetek A Föld korlátozott édesvíz-készletei egyre keresettebb hiánycikké, stratégiai tényezővé, gyakran nemzetközi konfliktusok forrásává válnak, hisz a korlátozott vízkészletekből egyre nagyobb és sokoldalúbb igényeket kell(ene) kielégíteni (Somlyódy, 2002). Magyarország természeti adottságai között is nagy biztonsággal előrejelezhető, hogy az életminőség javítását célzó társadalmi fejlődésnek, a multifunkcionális mezőgazdaság- és vidékfejlesztésnek és a környezetvédelemnek egyaránt a víz lesz egyik meghatározó tényezője, a vízfelhasználás hatékonyságának növelése, benne a talaj nedvességforgalom-szabályozása pedig megkülönböztetett jelentőségű kulcsfeladata (Somlyódy, 2002; Várallyay, 2003, 2008, 2010). Vízkészleteink korlátozottak. A lehulló csapadék a jövőben sem lesz több (sőt a prognosztizált globális felmelegedés következtében esetleg kevesebb) mint jelenleg, s nem fog csökkenni annak tér- és időbeni változékonysága sem (Harnos és Csete, 2008; Láng et al., 2007). Pedig Magyarországon elsősorban éppen ennek van megkülönböztetett jelentősége. Jól mutatja ezt a 7. ábra, amelyen a sokéves átlagos csapadékmennyiség területi megoszlását (A), illetve az évi átlagos csapadékmennyiség utolsó évszázadban történő ingadozását (B), az éven belüli havi (C), illetve a hónapon belüli napi megoszlását (D) tüntettük fel néhány példán. 900 mm '10 '20 '30 '40 '50 '60 '70 '80 ' A. B. trend Kd F C. D. 7. ábra Lehulló csapadék tér- és időbeni variabilitása Figure 7. Spatial and temporal variability of precipitation 44

47 A bizonytalan csapadékviszonyok mellett (miatt) nem lehet számítani a 85 90%-ban szomszédos országokból érkező felszíni vizeink mennyiségének növekedésére sem, különösen nem a kritikus kisvízi időszakokban (Somlyódy, 2002). Felszín alatti vízkészleteink ugyancsak nem termelhetők ki korlátlanul súlyos környezeti következmények nélkül, mint erre az utóbbi években a már-már katasztrofális következményekkel járó és sivatagosodási tüneteket okozó Duna Tisza közi talajvízszint-süllyedés hívta fel a figyelmet (Pálfai, 2005). Nem is beszélve arról, hogy a hidro(geo)lógiailag zárt Kárpát-medence alföldjei alatt azok negatív vízmérlege (Cs<P) miatt az anyagfelhalmozódási folyamatok dominálnak, emiatt a talajvizek nagy sótartalmúak és kedvezőtlen ionösszetételűek (8. ábra), ami felhasználhatóságukat példamutatóan szigorú vízminőség normáink miatt nagyon leszűkíti (Várallyay, 2008, Magyarország Nemzeti Atlasza, 1989). A társadalom egyre sokoldalúbbá váló növekvő vízigényének kielégítését tehát korlátozott és szeszélyes eloszlású vízkészletekből kell megoldani. 8. ábra Talajvíz-készletek Magyarországon Figure 8. Groundwater resources in Hungary Időjárásunk szélsőségességre hajlamos. A klímaváltozás prognózisok egybehangzó megállapítása szerint a szélsőséges időjárási és vízháztartási helyzetek bekövetkezésének valószínűsége, gyakorisága, tartama és súlyossága egyaránt növekedni fog, s fokozódnak kedvezőtlen, káros, bizonyos esetekben katasztrofális gazdasági, környezeti, ökológiai, sőt szociális következményei is (Harnos és Csete, 2008; Láng et al., 2007; Pálfai, 2005; Várallyay, 2010). Az utóbbi évek fájdalmasan igazolták e prognózist. Az időjárás, elsősorban a csapadékviszonyok tér- és időbeni változatossága, kiszámíthatatlan szeszélyessége és szélsőségessége tovább fokozódott. Nem is beszélve az utóbbi években egyre gyakoribbá váló és egyre nagyobb, gyakran katasztrofális károkat okozó nagyintenzitású záporokról, zivatarokról, viharokról, eső-függönyökről, esőbombákról, amelyek során néhány perc/óra/nap alatt zúdul le egy- vagy többhavi csapadékmennyiség, mégpedig egészen rapszodikus területi eloszlásban, foltosan, sávosan, mozaikszerűen. Természetes, hogy ilyen intenzitású csapadéknak (vagy egy hirtelen elolvadó hó olvadékvizének) csak kis hányada képes a talajba szivárogni, nagy része viszont elfolyik a felszínen, s okoz belvizeket, árvizeket, vagy a lejtős felszínekről lezúdulva talajeróziós veszteségeket, sárlavinákat, földcsuszamlásokat; a völgytalpi felhalmozódási területeken pedig feliszapolódási károkat, infrastruktúrát, településeket és létesítményeket vagy ültetvényeket és mezőgazdasági kultúrákat elfedő iszapborítást, csatorna-feltöltődést, belvíz-elöntéseket. A csapadékos periódust követő száraz időszakban azután természetesen hiányzik ez a vízmennyiség, s a talajba beszivárgó és ott hasznosan tározódó csekély készlet csak rövid csapadékmentes időszakra képes a növény zavartalan vízellátását biztosítani, megjelenik a szárazság, súlyosabb esetben az aszály, gyakran szintén súlyos károkat okozva. Így adódik aztán gyakran (a lehullott csapadék összmennyisége által indokoltnál lényegesen többször és nagyobb mértékben) zavar a növények vízellátásában, s van vagy lenne szükség a hiányzó víz pótlására, illetve a káros víztöbblet eltávolítására. Mégpedig 45

48 gyakran ugyanabban az évben, ugyanazon a területen. Jól mutatja ezt a 9. ábrán bemutatott aszályérzékenység térkép és belvíz-veszélyeztetettségi térkép kritikus térségeinek területi egybe esése (Pálfai, 2005; Várallyay, 2008, 2010a). Ilyen körülmények között megkülönböztetett jelentősége van annak, hogy a talaj az ország legnagyobb potenciális természetes víztározója cm-es rétegének pórusterébe elvileg a lehulló átlagos csapadékmennyiség közel kétharmada egyszerre beleférne, mint ezt a talaj vízgazdálkodásának korszerű jellemzésére kidolgozott helyszíni felvételezési vizsgálati térképezési adatértékelési monitoring rendszerünk adatbázisa alapján megállapítottuk (Várallyay, 2005a, 2010). Hogy e kedvező adottság ellenére az ország (elsősorban az Alföld) talajaira mégis az előbbiekben bemutatott szélsőségesség, illetve az arra való hajlam a jellemző annak az az oka, hogy talajaink 43%-a különböző okok miatt kedvezőtlen, 26%-a közepes, s csak 31%-a jó vízgazdálkodású (Várallyay, 1985; Várallyay et al., 1980b). A. B. 9. ábra. Szélsőséges vízháztartási helyzetek Magyarországon A. Aszály-érzékenység térkép, B. Belvíz-veszélyeztetettség térkép Figure 9. Extreme moisture events in Hungary A. Drought sensitivity map, B. Hazard of waterlogging A 10. ábrán egyrészt a hazai talajok legfontosabb fizikai vízgazdálkodási tulajdonságai (fizikai talajféleség; vízbefogadó és víztartó képesség, teljes és szabadföldi vízkapacitás, holtvíztartalom, hasznosítható vízkészlet; víznyelő képesség; hidraulikus vezetőképesség) vonatkozó kategória rendszer térképét; másrészt a jó, közepes és kedvezőtlen vízgazdálkodású talajok megoszlását mutatjuk be, mégpedig azok okainak feltüntetésével (Láng et al., 2007; Várallyay et al., 1980b). A nagy tározótér szélsőséges vízháztartás ellentmondás alapvető oka, hogy a talaj potenciális nedvességtározó terének hasznos kihasználását igen nagy területen korlátozza (Várallyay et al., 1980b; Várallyay, 2010c): (a) a víz tárolására egyébként alkalmas pórustér vízzel telítettsége ( tele palack effektus ), amit egy előző vízforrás (légköri csapadék, hó-olvadékvíz, felszínen odafolyó víz, megemelkedő szintű talajvíz, öntözővíz) előzetesen már feltöltött; (b) a felszíni talajréteg fagyott volta ( befagyott palack effektus ), pl. olyan esetben, mikor a hó fagyott talaj felszínére hull, majd gyors olvadását követően az olvadékvíz nem tud a fagyott (s így vízátnemeresztő) felszíni talajba szivárogni; (c) kis vízáteresztő képességű réteg a talaj felszínén vagy felszín közelben ( ledugaszolt palack effektus ). 46

49 Magyarország talajainak vízgazdálkodása, és annak okai Nagy homoktart. (10,5 %) Nagy agyagtart. (11%) Jó Kedvezőtlen Szikesedés (10%) Láposodás (3%) Sekély termőréteg (8,5 %) Közepes Könnyű textúra (11%) Agyag-felhalmozódás (12%) Mérsékelt szikesedés (3%) Jó vízgazdálkodás (31%) 10. ábra Magyarországi talajok vízgazdálkodása és annak okai Figure 10. Hydrophysical properties of Hungarian soils and the reasons of the unfavourable, moderate or good water management categories Ilyen területeken a talaj még a hosszabb-rövidebb belvízborítás alatt sem ázik be mélyen, nem használja ki víztároló kapacitását, növekszenek a felszíni lefolyási és párolgási veszteségek. A belvizek természetes eltűnése vagy mesterséges eltüntetése után az aszályos nyári időszakban ugyanezeken a területeken komoly aszálykárok jelentkeznek, ami sajnos jellemzője az ország alföldi területeinek. (B) A talajba szivárgott víz hasznos (növények számára felvehető formában történő) tározását korlátozó kis víztartó képesség (homoktalajok: lyukas palack effektus ) vagy nagy holtvíztartalom (agyagtalajok) következménye ugyancsak a kis hasznosítható vízkészlet és az aszályérzékenység. Fentiekből következik, hogy Magyarországon (elsősorban a szélsőségességre különösen hajlamos alföldi területeken) mindent el kell követni a rendelkezésre álló korlátozott vízkészletek minél hatékonyabb hasznosítása érdekében. Ez az adott körülményekhez rugalmasan alkalmazkodó, többirányú vízháztartás/nedvességforgalom-szabályozást tesz szükségessé (tározás, elvezetés, pótlás), amelyek alaptétele nem lehet más, mint a talajra jutó víz talajba szivárgásának és a talajban történő hasznos, növények számára felvehető, környezeti károkat nem okozó tározásának elősegítése. Erre ma már Magyarországon is megfelelő agrotechnikai, talaj- és vízhasználati módszerek állnak rendelkezésre, csak az adott körülményekhez kell azokat termőhelyspecifikusan adaptálni és végrehajtani. Így eredményesen megelőzhető, kivédhető, elhárítható vagy mérsékelhető a szélsőséges vízháztartási helyzetek kockázata, bekövetkezésének valószínűsége, gyakorisága, tartama, mértéke, súlyossága, s eredményesen csökkenthetők káros gazdasági, környezeti, társadalmi következményei is (Várallyay, 2003, 2008). Vízgazdálkodás és a talaj anyagforgalma A talaj vízgazdálkodása és nedvességforgalma a növényzet és a bióta közvetlen vízellátásán kívül többnyire döntő mértékben befolyásolja a többi talajökológiai tényező (levegő-, hő- és tápanyagforgalom, biológiai tevékenység) állapotát és dinamikáját is. Jelentős (gyakran meghatározó) hatással van a talaj anyag- és energiaforgalmára, abiotikus és biotikus transzport és transzformációs folyamataira, következésképpen funkcióira, termékenységére, megújuló képességére (Debreczeniné és Németh, 2009; Németh et al., 2005; Stefanovits, 1992; Várallyay és Láng, 2000). Hat továbbá a talaj technológiai állapotára, művelhetőségére, a talajművelés energiaigényére (Birkás és Gyuricza, 2004); valamint a talaj környezeti érzékenységére, stressztűrő képességére, technikai és kémiai terhelhetőségére is (Várallyay, 2002b). Ezen összefüggéseket szemlélteti vázlatosan a 11. ábra, valamint a 12. ábrán bemutatott, Magyarország talajainak vízháztartási típusait, illetve anyagforgalmi kategóriáit ábrázoló két térkép hasonlósága (Várallyay, 1985). 47

50 A bemutatott összefüggések alapján megállapítható, hogy a talaj vízháztartásának/nedvességforgalmának szabályozására irányuló beavatkozások túlnyomó része eredményes és hatékony környezetvédelmi intézkedés is. Hisz egyidejűleg a talaj biológiai tevékenységének és elemforgalmának (növényi tápelemeknek és szennyezőanyagoknak) szabályozását, nagyon kevés kivételtől eltekintve kedvező irányú szabályozását is jelenti (Nemzeti A talaj vízháztartásának hatása a Agrár-környezetvédelmi Program, 1999; Várallyay, 2010b,c). talajökológiai viszonyokra Talaj-technológiai tulajdonságok TALAJÖKOLÓGIAI VISZONYOK A TALAJ VÍZHÁZTARTÁSA Levegőháztartás A talaj termékenysége Biomassza-termelés (termés) Hőháztartás Biológiai élet Tápanyagforgalom tartalom állapot 11. ábra A talaj vízháztartásának hatása a talajökológiai viszonyokra Figure 11. The effect of soil moisture regime on soil ecological conditions A. B. 12. ábra Magyarország talajainak vízháztartási (A) és anyagforgalmi (B) típusai Figure 12. Moisture (A) and substance regime (B) types of Hungarian soils Talajfolyamatok szabályozása, a fenntartható talajhasználat alap-feladatai A korszerű talajtan alapvető célja a talajban végbemenő anyag- és energiaforgalmi folyamatok (abiotikus és biotikus transzport és transzformáció) szabályozása (Várallyay, 2000). Ez a 13. ábrán bemutatott, logikusan egymásra épülő (és emiatt sorrendjében racionálisan és káros következmények nélkül nem felcserélhető) lépéseket foglalja magában. A céltudatos és eredményes folyamatszabályozáshoz a szilárd kiinduló pontot csak egy megfelelő (tartalmú, részletességű, megbízható és reprodukálható, reprezentatív) adatbázis; a talajban (illetve a levegő víz talaj élővilág kontinuumban) bekövetkező változásokat regisztráló monitoring rendszer; a változások okait elemző oknyomozó, valamint a (hatás) mechanizmusokat tisztázó, egzaktan leíró, lehetőleg kvantitatívan (is) jellemző; s befolyásolási, szabályozási lehetőségeit ily módon feltáró rendszer jelent(het)i. Egy ilyen rendszer alapján adhatunk megfelelő választ az adott kor aktuális új kihívásaira. 48

51 PROGNÓZIS Talajfolyamatok szabályozása Tények regisztrálása (állapotfelmérés) talaj növény környezet Potenciális okok elemzése (talajfolyamatok) Befolyásoló tényezők feltárása, mechanizmusának tisztázása Folyamatok elméleti reális racionális gazdaságos szabályozási lehetőségeinek feltárása Elemzés, modellezés talajtulajdonságok talajfolyamatok összetalaj növény függések talaj - környezet Módszerek, technológiák kidolgozása az optimum variánsokra MEGVALÓSÍTÁS 13. ábra Talajfolyamatok szabályozása Figure 13. Control of soil processes Ezen kihívásoknak (is) megfelelő fenntartható talajhasználat legfontosabb feladatait Stefanovits évekkel ezelőtt megfogalmazott páratlan tömörségű Talajtani Tízparancsolatának szellemében az alábbiakban lehet összefoglalni (Németh et al., 2005; Várallyay, 2005b): 1. A termőhelyi adottságok és a termeszteni kívánt növények termőhelyi igényeinek eddiginél sokkal jobb összehangolása: jobb területi koordináció: az adott termőhelyi viszonyoknak megfelelő művelési ág és vetésszerkezet; a termeszteni kívánt növények alakítása az adott termőhelyi viszonyokhoz; a termőhelyi adottságok megváltoztatása az adott növény (fajta) termőhelyi igényeinek megfelelően. 2. A természeti viszonyoknak és a tájnak megfelelő méretű és alakú mezőgazdasági táblák rendszerének kialakítása, megfelelő infrastruktúrával. 3. Talajdegradációs folyamatok megelőzése, mérséklése. 4. A termesztési folyamat során keletkező szerves anyagok minél teljesebb visszacsatolása a természetes anyagforgalom körfolyamatába (recycling). 5. A talaj felszínére jutó víz talajba szivárgásának és talajban történő hasznos tározásának elősegítése, ezáltal a talaj vízháztartási szélsőségeinek (aszály belvíz) mérséklése (művelési ág és vetésszerkezet, agrotechnika, talajművelés, vízrendezés, öntözés). 6. A növény igényeihez, tápanyagfelvételi dinamikájához és a termőhelyi viszonyokhoz (időjárás, talajviszonyok, vízellátás) igazodó ésszerű és környezetkímélő tápanyagellátási rendszer. 7. A talajszennyeződés megelőzése, elhárítása, megszüntetése, bizonyos tűrési korlátok között tartása. A talaj tulajdonságait meghatározó, természetes megújuló képességének és multifunkcionalitásának feltételeit biztosító, termékenységét megőrző (vagy fokozó) tudatos, körültekintő, racionális és hatékony beavatkozások egyaránt nélkülözhetetlen elemei a fenntartható talajhasználatnak, a korszerű vízkészlet-gazdálkodásnak, az eredményes környezetvédelemnek, így az élhető, megfelelő életminőséget biztosító vidékfejlesztésnek is. 49

52 Irodalom Birkás M., Gyuricza Cs. (szerk.) 2004: Talajhasználat Műveléshatás Talajnedvesség. SzIE MKK. Quality-Press Nyomda & Kiadó Kft. Gödöllő. Csete L., Várallyay Gy. (szerk.) 2004: Agroökológia (Agroökoszisztémák környezeti összefüggései és szabályozásának lehetőségei). AGRO-21 Füzetek, 37. szám. Debreczeni B.-né, Németh T. (szerk.) 2009: Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) kutatási eredményei ( ). Akadémiai Kiadó. Budapest. Harnos Zs., Csete L. (szerk.) 2008: Klímaváltozás: környezet kockázat társadalom. Szaktudás Kiadó Ház. Budapest. Láng I., Csete L., Harnos Zs. 1983: A magyar mezőgazdaság agroökológiai potenciálja az ezredfordulón. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Láng I., Csete L., Jolánkai M. (szerk.) 2007: A globális klímaváltozás: hazai hatások és válaszok. A VAHAVA jelentés. Szaktudás Kiadó Ház, Budapest. Magyarország Nemzeti Atlasza 1989: Magyar Tudományos Akadémia. Budapest. Németh T., Stefanovits P., Várallyay Gy. 2005: Országos Talajvédelmi Stratégia tudományos háttere. Tájékoztató: Talajvédelem. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium. Budapest. Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program, FVM. Budapest. Oldeman, L. R., Hakeling, R. T. A., Sombroek, W. G. 1990: World Map of the Status of Humaninduced Soil Degradation (GLASOD). ISRIC UNEP. Wageningen. Pálfai I. 2005: Belvizek és aszályok Magyarországon (Hidrológiai tanulmányok). Közlekedési Dokum. Kft. Budapest. Somlyódy L. 2002: A hazai vízgazdálkodás stratégiai kérdései. Magyar Tudományos Akadémia. Budapest. Stefanovits P. 1992: Talajtan. Mezőgazd. Kiadó. Budapest. Szabolcs I., Várallyay Gy. 1978: A talajok termékenységét gátló tényezők Magyarországon. Agrokémia és Talajtan, 27: Szabó, J., Pásztor, L., Suba Zs., Várallyay, Gy. 1998: Integration of remote sensing and GIS techniques in land degradation mapping. Agrokémia és Talajtan, 47: Várallyay Gy. 1985: Magyarország talajainak vízháztartási és anyagforgalmi típusai. Agrokémia és Talajtan, 34: Várallyay Gy. 1989: Soil degradation processes and their control in Hungary. Land Degradation and Rehabilitation, 1: Várallyay Gy. 2000: Talajfolyamatok szabályozásának tudományos megalapozása. In: Székfoglalók, Magyar Tudományos Akadémia. Budapest. Várallyay Gy. 2002a: A talaj multifunkcionalitásának szerepe a jövő fenntartható mezőgazdaságában. Acta Agron. (50 éves jubileumi különszám) Várallyay Gy. 2002b: A talajok környezeti érzékenységének értékelése. Agrártudományi Közlemények, Debreceni Egyetem, 9: Várallyay Gy. 2003: A mezőgazdasági vízgazdálkodás talajtani alapjai. Egyetemi jegyzet. FVM Vízgazd. Osztály. Budapest Gödöllő. Várallyay Gy. 2005a: Magyarország talajainak vízraktározó képessége. Agrokémia és Talajtan, 54: Várallyay Gy. 2005b: Talajvédelmi stratégia az EU-ban és Magyarországon. Agrokémia és Talajtan, 54: Várallyay, Gy. 2005c: Soil survey and soil monitoring in Hungary. In: Jones, R. J. A., Housková, B., Bullock, P., Montanarella, L. (ed.): Soil Resources of Europe ESB Resarch Report No. 9. JRC. Ispra. p Várallyay, Gy. 2006: Soil degradation processes and extreme soil moisture regime as environmental problems in the Carpathian Basin. Agrokémia és Talajtan, 55: Várallyay Gy. 2008: A talaj szerepe a csapadék-szélsőségek kedvezőtlen hatásainak mérséklésében. KLÍMA-21 Füzetek, 52:

53 Várallyay Gy. 2010a: Talajdegradációs folyamatok és szélsőséges vízháztartási helyzetek, mint környezetvédelmi problémák a Kárpát-medencében. In: VI. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, április (Szerk.: Szabó B. & Tóth Cs.) Bessenyei György Könyvkiadó. Nyíregyháza. Várallyay Gy. 2010b: A talaj, mint víztározó; talajszárazodás. KLÍMA-21 Füzetek, 59: Várallyay Gy. 2010c: Talajdegradációs folyamatok és szélsőséges vízháztartási helyzetek, mint a környezeti állapot meghatározó tényezői. KLÍMA-21 Füzetek. 62. (megjelenés alatt) Várallyay Gy., Láng I. 2000: A talaj kettős funkciója: természeti erőforrás és termőhely. Debreceni Egyetem Agrártudományi Közlemények, Várallyay Gy., Szücs L., Murányi A., Rajkai K., Zilahy P. 1979: Magyarország termőhelyi adottságait meghatározó talajtani tényezők 1: méretarányú térképe. I. Agrokémia és Talajtan, 28: Várallyay Gy., Szücs L., Murányi A., Rajkai K., Zilahy P. 1980a: Magyarország termőhelyi adottságait meghatározó talajtani tényezők 1: méretarányú térképe. II. Agrokémia és Talajtan, 29: Várallyay Gy., Szücs L., Rajkai K., Zilahy P., Murányi A. 1980b: Magyarországi talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak kategóriarendszere és 1: méretarányú térképe. Agrokémia és Talajtan, 29: Várallyay Gy., Szabóné Kele G., Berényi Üveges J., Marth P., Karkalik A., Thury I. 2009: Magyarország talajainak állapota (a talajvédelmi információs és monitoring rendszer (TIM) adatai alapján). Földművelésügyi Minisztérium Agrárkörnyezetvédelmi Főosztály. Budapest. Abstract SOIL, AS NATURAL RESOURCE GYÖRGY VÁRALLYAY Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry (RISSAC) of the Hungarian Academy of Sciences H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15., Hungary, Soil is the most important conditionally renewable natural resource in Hungary. Consequently, the rational and sustainable use, protection and conservation of soil resources maintaining its multifunctionality are priority tasks of biomass production and environment protection and are key elements of sustainable development. Human society uses (and sometimes misuses) more and more soil functions, utilizing two specific and unique soil characteristics: fertility and resilience. Under the integrated influence of the highly variable soil forming factors a rather heterogeneous, sometimes mosaic-like soil cover developed in Hungary. The comprehensive Hungarian soil database represents proper scientific basis for rational land use and soil management. The natural conditions in Hungary (particularly in the lowlands and plains) are generally favourable for rainfed biomass production. These conditions, however, show extremely high, irregular, consequently hardly predictable spatial and temporal variability, often extremes, and sensitively react to various natural or human-induced stresses. The main constraints are: (1) Soil degradation processes. (2) Extreme moisture regime: simultaneous hazard of flood, waterlogging, over-moistening and drought sensitivity. (3) Unfavourable changes in the biogeochemical cycles of elements, especially of plant nutrients and environmental pollutants. The harmful consequences of the undesirable soil processes can be prevented or at least moderated on the basis of real prognoses, sensitivity and stress tolerance analyses. Water resources are limited 51

54 in Hungary. The annual precipitation, surface and subsurface water resources are not expected to increase in the future. The increasing water demand has to be satisfied from these limited resources. Water will be the key factor of sustainable biomass production, agricultural and rural development and environment protection. Consequently the increase of water use efficiency will be a key element of sustainable development. According to climate change prognoses the probability, frequency, duration and seriousness of extreme meteorological/hydrological situations and their harmful consequences will increase in the future. Under such conditions it is a particularly important fact that soil is the largest potential natural water reservoir in Hungary. In many cases, however, the efficient use of this huge potential water storage capacity is limited either by slow infiltration or poor water retention, and it results in extreme hydrological events such as flood, waterlogging, overmoistening or drought with their unfavourable consequences. The basic aim of any moisture control action is: to help infiltration into the soil and to increase water storage within the soil in plantavailable form. Most of these soil moisture control measures are also efficient elements of environment protection. The control of soil processes determining/influencing soil properties, soil resilience, soil multifunctionality (including soil fertility/productivity) is the most important, inevitable element of sustainable land use, rational soil and water management, environment protection and rural development ensuring pleasant living conditions. 52

55 A BIOLÓGIAI SOKFÉLESÉG SZEREPE AZ ÉLHETŐ VIDÉK FENNTARTÁSÁBAN BÁLDI ANDRÁS 1 és KOVÁCS-HOSTYÁNSZKI ANIKÓ 2 1 MTA-MTM Állatökológiai Kutatócsoport 1088 Budapest, Baross u. 13., 2 Szent István Egyetem, Környezettudományi Doktori Iskola 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Összefoglalás Véleményünk szerint az élhető vidéket az ott élő emberek és az élővilág sokfélesége jelenti. Az intenzív mezőgazdálkodás, a nagymennyiségű kemikália használata ellehetetleníti a vidéki életformát, és drasztikusan lecsökkenti a biológiai sokféleséget. A magyar vidék európai viszonylatban gazdag élővilágnak ad otthont. Szinte minden nyugaton pusztuló, mezőgazdasághoz kötődő madárfaj állománya magasabb hazánkban, valamint nagyságrendileg több rovar, így például a növények beporzásában nélkülözhetetlen méh fordul elő. A biológiai sokféleség értéke felbecsülhetetlen, ugyanis ez adja az alapját a hatékony ökoszisztéma szolgáltatásoknak, például a primer produkció előállításának, beporzásnak, biológiai védekezésnek, vagy éppen a termőtalaj kialakulásának, a víz- és levegőtisztításnak. Habár nehéz az ökoszisztéma szolgáltatások értékét számszerűsíteni, egyes közelítő becslések például a méhek által biztosított beporzást évi 100 milliárd -ra teszik. Az élhető vidék megőrzésének elméletben megfelelő eszköze az agrárkörnyezetvédelmi támogatások rendszere, de ahogy a nyugat-európai példák is mutatják, nem mindig sikeresek. A siker egyik záloga a megfelelő kutatási és tudásbázis megléte, azaz a mezőgazdasági kezelés és tájszerkezet biológiai sokféleségre kifejtett hatásának megértése. E tudás hiányában még a jószándékú programok sikere sem garantált. Magyarország felelőssége igen nagy az EU mezőgazdasági területekhez kötődő fajainak fenntartásában. Rangos nemzetközi tanulmányok is hangsúlyozták, hogy a még meglevő biológiai sokféleség megőrzése az extenzívebb gazdálkodású országokban, például Magyarországon, sokkal hatékonyabb módja a védelemnek, mint a már régóta intenzív mezőgazdálkodást folytató országokban helyreállítani az élőhelyeket és az elpusztult biológiai sokféleséget. Kulcsszavak: agrár-környezetvédelem, beporzás, Európai Unió, ökoszisztéma szolgáltatás Bevezetés Az élhető vidék kifejezést hallva valószínűleg mindenkinek némiképp más jut eszébe, de általánosságban egy helyi embereket és életközösségeket magába foglaló tájat képzelünk el. Ebben a tájban harmónia uralkodik a rendelkezésre álló természeti és emberi erőforrások között, egymáshoz alkalmazkodnak az igények és a lehetőségek. Emberi méretű táblákon sokféle termesztett növényt és legelő állatot találunk, és jelentős mértékben természetes növényzet, rétek, legelők, facsoportok, erdők, mocsarak, vizes élőhelyek borítják. A mezőgazdaság ehhez alkalmazkodó, hagyományos gazdálkodási formákkal folyik. Nem igazán tartjuk élhetőnek az olyan vidéket, ahol erőteljes a gépesítettség, műtrágyák, gyomirtó-, rovarirtó- és gombaölő-szerek nagy mennyisége kerül a földekre. Ezeken a területeken erőből történik a mezőgazdasági termesztés nagyléptékű vegyszeres kezeléssel, fizikai beavatkozással, öntözéssel. Ezt jól mutatja, hogy az ilyen intenzíven művelt régiókban, illetve országokban a lakosság kicsiny töredéke él már csak vidéken, az emberek nagy többség városokban lakik. De nem csupán az emberek, hanem a biológiai sokféleség is sérül, számos növény- és állatfaj eltűnik, kipusztul az intenzív, nagyüzemi tájakról. Rachel Carson amerikai írónő nevezetes könyvében, a Néma tavasz-ban, már 1962-ben felhívta a figyelmet a környezetünkbe áramló 53

56 vegyszerek, növényvédőszerek káros hatásaira, elsősorban az élővilág pusztulására (Carson, 2007). Ennek ellenére hatalmas mennyiségű kemikália jut ki, szóródik szét a természetben a mai napig. Hazánkban például évente tonna műtrágya nitrogén, és tonna kártevőirtó hatóanyag kerül a földekre (http://faostat.fao.org/). Mindez azonban töredéke csupán a nyugat-európai országok kemikália használatának, mely országokban a gazdálkodás sokkal intenzívebben és nagyobb területekre kiterjedően zajlik. Rovar-, gyom- és gombaölő vegyszerek hatóanyagából például Franciaországban tonnát, Németországban tonnát bocsátanak ki évente. Magyar agrártájak biodiverzitása európai összevetésben A biodiverzitás, vagy más szóval biológiai sokféleség nagymértékű és az utóbbi fél évszázadban igen felgyorsult csökkenését sok tekintetben az intenzív mezőgazdálkodásnak tulajdonítják. Biodiverzitásnak nevezzük az élet változatosságát, ideértve a genetikai változatosságot, a fajok és ökoszisztémák sokféleségét, szárazföldi, tengeri és édesvízi rendszerek esetében egyaránt. Leggyakrabban használt mérőszámai a fajszám és az abundancia, azaz egy csoport, például madarak hány faja és mekkora egyedszámban fordul elő egy adott területen. Ennek a megközelítésnek leginkább praktikus okai vannak, mivel más biodiverzitás mérőszámok használata sokszor bonyolultabb és drágább lenne, és/vagy nehezebben lehetne interpretálni a döntéshozók számára. A hazai mezőgazdasági területek biodiverzitása számos nyugat-európai országét messze felülmúlja. Sajnos kevés a nagy térléptékre kiterjedő megbízható és részletes adat, de a meglévők alátámasztják hazánk biológiai fajgazdagságát, mint az alábbiakban bemutatjuk. Legtöbb ismeretünk a madarakról van, a fajok populációinak, elterjedésének, területhasználatának felmérése a legtöbb európai országban megtörtént, illetve monitorozásuk folyamatban van (Burfield és Bommel, 2004; Gregory et al., 2005; Szép és Nagy, 2006). E munkák eredményeiből kitűnik, hogy Közép- és Kelet-Európa országaiban gazdag és kevéssé pusztuló madárállományok fordulnak elő az agrártájakban, szemben más európai országokkal. Burfield és Bommel (2004) alapján öt nyugateurópai ország és Magyarország hat jellemző mezőgazdasági területekhez kötődő, azaz azokon költő és táplálkozó madárfajának 100 hektár mezőgazdasági területre jutó sűrűségét hasonlítottuk össze (1. ábra). E fajok szinte mindegyikének Magyarországon mutatta a legmagasabb értékeket. Viszonylag kevés olyan részletes kvantitatív felmérés történt például gerincteleneken, mely alapján a hazai mezőgazdasági területek gazdagságát megfelelően tudnánk értékelni a fejlett Nyugat-Európához képest. Egy ilyen projekt volt az EASY névvel ellátott Európai Uniós program, mely során azonos mintavételi protokollal gyűjtöttünk adatokat Hollandia, Svájc és Magyarország több gyepterületéről. E felmérések eredményei alapján az intenzív holland gyepek élővilágának igen jelentős elszegényedését mutattuk ki például a növények beporzásában kulcsszerepet játszó méhekre (Batáry et al., 2010), valamint a növényevő egyenesszárnyúakra (2. ábra). Ezen projekt, valamint más, mind gyepekre, illetve szántóföldekre irányuló kutatásaink alapján meggyőződésünk, hogy az agrártájak élővilágának védelme és megőrzése extenzív termesztési, gazdálkodási formákat igényel. 54

57 1. ábra. Néhány mezőgazdasági területhez kötődő veszélyeztetett madárfaj állománysűrűsége Magyarországon, illetve öt, intenzív mezőgazdálkodással jellemezhető nyugat-európai országban. A veszélyeztetettség a SPEC (Species of European Conservation Concern) alapján azt jelenti, hogy Európában a faj helyzete kedvezőtlen (Burfield és Bommel, 2004). Figure 1. Density of some threatened farmland bird species in Hungary, and five other West European countries with more intensive agriculture. Threatened means that the species is listed in the SPEC (Species of European Conservation Concern) under unfavourable conservation status (Burfield and Bommel, 2004). 2. ábra. Egyenesszárnyúak (sáskák és szöcskék) fajszáma és egyedszáma holland, magyar és svájci gyepeken. Hollandiában a gyepek intenzíven kezeltek, jelentős a kemikália bevitel, a kártevőirtó vegyszerek használata. Hazánkban a gyepek túlnyomó többségén a kezelés mindössze legeltetést, illetve kaszálást jelent. Ez a különbség megmutatkozik a holland és a magyar gyepek biodiverzitásának nagyságrendbeli különbségeiben is. Svájc mind kezelési intenzitás, mint az itt bemutatott biodiverzitás tekintetében átmeneti pozícióban van. Figure 2. Number of individuals and species of orthopterans in Dutch, Swiss and Hungarian grasslands. Dutch grasslands are intensively managed with considerable chemical and pesticide input. In Hungary, grasslands are usually grazed and/or mowed without chemical input. This difference translated into much higher grassland biodiversity in Hungary. Switzerland has an intermediate position both in management intensity, and the biodiversity presented on the figure. 55

58 A biodiverzitás jelentősége az emberiség számára Extenzív gazdálkodás és változatos tájszerkezet fenntartása révén nem csupán a biodiverzitás növekedését érhetjük el, hanem funkcionális szinten is jelentős nyereséghez juthatunk. A természet önmaga egyensúlyának fenntartása mellett számos nélkülözhetetlen ponton járul hozzá az emberi jólét biztosításához. A természet ezen, az ember élete során közvetve vagy közvetlenül felhasznált adományait nevezzük ökoszisztéma szolgáltatásoknak (Millennium Ecosystem Assessment, 2005). Az élet alapinfrastruktúráját adják a fenntartó ökoszisztéma szolgáltatások, mint a talajképződés, a primer produkció, az ásványi anyagok ciklusa. Vannak köztük szabályozók, melyek a hulladéklebontás, vizek tisztulása révén egyensúlyt biztosítanak életünkben. A természetes ökoszisztémák látják el az emberiséget élelemmel, fával, biomassza energiával. Emellett pedig megkülönböztetünk kulturális ökoszisztéma szolgáltatásokat is, hiszen az ember munkája és szabadideje során sokszor időzik szívesen a parkokban, lakott településeken kívül, élvezve a természet értékeit és szépségeit. Mindezen szolgáltatások azonban elválaszthatatlanul kapcsolódnak a biológiai sokféleséghez, melynek megőrzése agrárterületeken a megfelelő és természetkímélő gazdálkodási formák alkalmazásának függvénye. Az ökoszisztéma szolgáltatások közül különösen fontos szereppel bír a pollináció, azaz növényeink megfelelő beporzása virágzásuk során. A zárvatermő növények 60 90%-a állati beporzású, illetve még nagyobb azon fajok aránya, melyek nagyobb termést hoznak állati beporzás esetén, mely sok esetben a vad, természetes pollinátor közösségeken múlik. A legfőbb pollinátorként számon tartott méhek fajszáma és abundanciája, valamint az általuk biztosított beporzás hatékonysága a virágzó növények diverzitásával, borításával, az általuk termelt nektár és pollen mennyiségével szoros összefüggést mutat (Potts et al., 2003; Steffan-Dewenter és Tscharntke, 2001). Tehát minden olyan környezeti hatás, mely a virágzó növényeket befolyásolja, komoly hatással lehet a méhekre is. A rovarölők alkalmazása közvetlenül is növelheti a mortalitási rátát, illetve befolyásolhatja viselkedésüket (Johansen, 1977). Ezen túl a területek intenzív műtrágyázása, vegyszerezése, valamint a táji szintű fragmentáció és a természetes, fél-természetes élőhelyek degradációja a méhek táplálékát és fészkelőhelyeit, valamint az ezek közti összeköttetést teheti tönkre, veszélyeztetve ezzel populációik fennmaradását (Steffan-Dewenter et al., 2002). Angliában és Hollandiában az intenzív termesztési technológiák a 20. század második felében már jelentős csökkenéshez vezettek méhek esetében (Biesmeyer et al., 2006). A legerősebb negatív hatás az élőhelyükben vagy tápnövényeikben specialista fajoknál volt érzékelhető. De a méhek eltűnésével a természetes vegetáció is sérült. Populációik csökkenésével párhuzamosan a méhek által beporzott vadnövények is csökkenő tendenciát mutattak. A vadnövények megfelelő beporzásán és fennmaradásán túl a méhek általi pollinációnak a mezőgazdasági termelésben is nélkülözhetetlen szerepe van. Az Európában termesztett növények 84%-a legalább részben állati beporzást igényel. A Föld 200 országának globális értelemben vett 115 legfontosabb termesztett növénye közül 87 gyümölcs, zöldségféle illetve magtermő növény termelése állati beporzókon múlik (Klein et al., 2007). Habár a globális termés mennyiségét tekintve annak 35%-a köszönhető állati beporzásnak, a táplálkozás megfelelő tápanyagtartalmának, változatosságának, nélkülözhetetlen mikrotápanyagok, mint például a C-vitamin, a táplálék mennyiségének és a piaci árak stabilitásának biztosításában a pollinátorok közreműködése nélkülözhetetlen (Steffan-Dewenter et al., 2005). A negatív környezeti hatások következményei természetesen a takarmánynövények pollinációján, termésalakulásán is nyomon követhetők. Négy kontinensen, kilenc termesztett növény pollinációját vizsgálva az intenzív mezőgazdasági termelés vadméhekre gyakorolt negatív hatását figyelték meg, csökkentve ezzel a beporzást, és veszélyeztetve végül a termelés hatékonyságát (Klein et al., 2007). Sokszor a vadméhek ökológiai, gazdasági szerepét alábecsülik a legelterjedtebb gazdaságilag használt pollinátorral, a háziméhhel szemben (Apis mellifera). A háziméhnek jelentős szerepe van számos monokultúra ültetvény (pl. kávé), illetve gyümölcsösök, magtermő növények beporzásában, melyek termésátlagai akár 90%-kal is csökkenhetnének hiányukban. Azonban a vadméhek egyre több helyen érzékelhető populáció csökkenése esetén a 56

59 gazdálkodók egyetlen lehetősége háziméh kaptárak fenntartása a földjeik közelében, mely azonban sokszor jelentős költségekkel jár, valamint számos növény esetében nem nyújtanak hatékony beporzást (pl. paradicsom, cseresznye, mandula, földieper) (Parker et al., 1987). Az elmúlt években egyre több országból jelentették a háziméhek tömeges pusztulását is. Az úgynevezett kolóniaösszeomlás jelenség oka még nem teljesen tisztázott, de eddigi vizsgálatok arra mutatnak, hogy kialakulásában fontos szerepet játszik egy parazita atka (Varroa destructor) valamint a Nosema ceranae mikrosporidium általi fertőzés (Chen et al., 2004), valamint a túlzott mértékű és nem megfelelő vegyszerhasználat a mezőgazdasági területeken. A háziméh kolóniák tömeges pusztulása miatt az Amerikai Egyesült Államok mandulatermelése Kaliforniában már jelentősen visszaesett, mely szituáció rámutat a csupán háziméhekre való hagyatkozás eredményezte kiszolgáltatott helyzet potenciális veszélyeire. A háziméhek számának ilyen nagymértékű csökkenése mostanra ausztrál háziméh importot tett szükségessé az USA-ban. A pollináció, mint ökoszisztéma szolgáltatás pénzben kifejezett globális értéke évente 100 milliárd felett van (Gallai et al., 2009), és bár az összeg maga változhat a becslés módszere miatt, a nagyságrend nem változik. Például egyesek a pollináció értékét a gazdák által a méhészeknek fizetett összegben fejeznék ki, mely kultúrnövényeik beporzását biztosító méhek bérléséhez szükséges (Muth és Thurman, 1995). A vadméhek általi pollináció értéke is kiszámítható, mint a pótlásukra szükséges háziméhek tartásának költsége. Ezen, a gazdálkodók szemszögéből történő két megközelítés azonban még nem foglalja magába azon jelentős többletköltséget, melyet a fogyasztóknak kellene fizetni a pollinátorok hiánya esetén, nem beszélve a pollináció természetes vegetáció fennmaradásában és az arra épülő táplálkozási szintek rendszerében betöltött felbecsülhetetlen értékű szerepéről (Southwick és Southwick, 1992). A pollináció mellett a természetes védekező rendszerek, így számos rovar, illetve annak lárvái fontos szerepet játszanak a biológiai védekezésben. Példaként említhetők a levéltetvek elleni védekezésben kiemelkedő szerepet játszó ragadozó katicabogár (Coccinella sp.), tolvajpoloska (Nabis sp.), vagy a parazita fürkészdarázs (Aphidius sp.) fajok. Megfelelő mezőgazdasági kezelés mellett, a biológiai védekezésben szerepet játszó fajok populációnak növelésével párhuzamosan jelentősen csökkenhet például a növényevő kártevők nyomása a termesztett kultúrákban, és ezáltal növelhető a termés (Cardinale et al., 2003). Magyarországon az elmúlt ötven évben végbemenő mezőgazdasági változások, a szocializmus évei, így például az 1960-as évek végén majd tízszeresére nőtt műtrágya felhasználás, majd a rendszerváltást követően egy ellenkező irányú, hasonló mértékű extenzifikáció az apróvad állományt is jelentős mértékben befolyásolta (Báldi és Faragó, 2007). A mezei nyúl becsült állománya 1960-ban meghaladta az 1,2 millió példányt, ez az érték mára alig több mint félmillió. A fácán természetes állománya, nem tekintve a zárt térben nevelt, majd kiengedett példányok magas számát az 1970-es években kétmilliónál is magasabb volt. Mára számukat alig 760 ezerre becsülik. Legdrasztikusabb csökkenést talán a fogoly mutat, az 1960-as elejét jellemző egymilliós állománya mára csupán 32 ezret tesz ki. Ezzel szemben a nagyvadak (gím-és dámszarvas, őz, vaddisznó) állományai növekvő tendenciát mutatnak ugyanezen időszak alatt, mely jelenség azonban az erdőgazdálkodás kapcsán komoly kihívásokat teremthet. Mérlegelve a vadászat által biztosított bevételeket, a vadállomány védelme és megfelelő vadgazdálkodás komoly gazdasági érdeket jelent. A vadgazdálkodási-vadászati országos bevételek évi szinten milliárd forintra tehetők. Emellett a vadászati ágazathoz kapcsolódó szolgáltatásokból is jelentős, éves szinten 10 milliárd forinttal számolhatunk. A vadásztatáshoz kapcsolódó szolgáltatások jól harmonizálhatók a vidékfejlesztési törekvésekkel, a szállás és ellátás biztosításán keresztül a falusi- és ökoturizmussal (Fábián, 2001). Mezőgazdasági területeken tehát az apróvad vadászata egyrészt extenzív gazdálkodást igényel, mely a biodiverzitás megőrzésének záloga, másrészt bevételt generál a helyi közösségeknek, így hozzájárulhat az élhető vidék megőrzéséhez. Hasonlóan, az extenzív, emberléptékű gazdálkodás alapul szolgálhat a falusi turizmusnak, mely bevételt jelent a helyi közösségeknek. 57

60 Az agrár-környezetvédelmi programok jelentősége a biodiverzitás megőrzésében A magas biodiverzitás és ezzel együtt az élhető vidék megteremtéséhez a fent bemutatott okokból és módon megfelelő terület kezelés és tájszintű heterogenitás biztosítása szükséges. Ennek megvalósítása azonban megfelelő háttér információt, megbízható tudást igényel. A 90-es években az Európai Unió akkori tagországaiban, a növekvő környezeti terhelés természetre gyakorolt negatív hatásait felismerve bevezetésre kerültek az agrár-környezetvédelmi programok. A csatlakozó gazdák extenzívebb gazdálkodási gyakorlat alkalmazása esetén kompenzációs támogatásban részesülnek, fedezve ezzel a felmerülő termésveszteségeket. Egy 2003-ban megjelent tanulmány alapján akkor 44 európai országból 26-ban már elérhetőek voltak az agrár-környezetvédelmi programok. A pályázható támogatások országonként különbözőek, de alapvetően a műtrágyák és vegyszerek korlátozását, a biodiverzitás védelmét, a táji szintű restaurációt és a vidék elnéptelenedésének megakadályozását célozzák. A kiadásokat tekintve megközelítőleg 24,3 billió eurót költöttek agrár-környezetvédelemre az EU tagországaiban közti időszakban, igaz, ennek ismeretlen hányadát fordították természetvédelmi célokra. A ráfordításokkal szemben megtérülő eredményekről, azaz a programok hatékonyságáról azonban 2003-ig mindössze 62 értékelő tanulmány született, azok is csupán öt EU tagállamból és Svájcból (Kleijn és Sutherland, 2003). Azonban a kutatások többségében a vizsgálati elrendezés alkalmatlan volt a vizsgált hatások mérésére, és harmaduk nem tartalmazott semmilyen statisztikai kiértékelést. A vizsgálatok többsége a programban résztvevő és kontroll területeket hasonlított össze. Hatásuk tekintetében elmondható, hogy általánosságban legnagyobb eredményt az extenzív, még relatív magas biodiverzitást őrző területeken értek el, míg az intenzív régiókban nem okoztak jelentős pozitív változást. Összesítve, az esetek 54%-ban nőtt a vizsgált fajok száma, illetve az egyedszám a kontroll területekhez képest, további 17%-ban bizonyos fajok emelkedő, mások csökkenő tendenciát mutattak, míg 23%-ban nem volt különbség a támogatott és kontroll területek között. De mindezen adatok a fentebb említett vizsgálati problémák miatt csak kellő óvatossággal értékelhetők, bár az látszik, hogy a programok nem mindig bizonyultak megfelelőnek. A már említett EASY névvel ellátott, 2003-ban indult EU kutatási projekt ezért az agrárkörnyezetvédelmi programok biodiverzitásra kifejtett hatásait vizsgálta négy akkori EU tagállam, Svájc és Magyarország bevonásával. Hazánkban akkor még nem volt lehetőség támogatott területek, csupán extenzíven és intenzíven legeltetett gyepek összevetésére (Báldi et al., 2005). Edényes növények, madarak, egyenesszárnyúak, pókok és méhek mintavételén keresztül a közvetlenül agrár-környezetvédelmi programokat vizsgáló esettanulmányok mind az öt országban moderált vagy jelentős faj- és/vagy egyedszám növekedést figyeltek meg a támogatott területeken a kontroll területekhez képest, de a ritka és vöröslistás fajok csak ritkán adtak pozitív választ (Kleijn et al., 2006). Ezzel szemben azonban kevés kutatás irányul hazánkban a mezőgazdasági kezelések hatásainak vizsgálatára (Samu, 2003; Kovács-Hostyánszki et al., 2010), és a kutatásra fordítható pénzösszegek is egyre csak csökkenek. Ugyanakkor egy 2008-ban, alacsony költségvetéssel végzett, ám a felmért taxonok tekintetében széleskörű PhD kutatás keretében, mely az agrárkörnyezetvédelmi sémák keretében ugaroltatott területek potenciális természetvédelmi szerepét vizsgálta, jelentős pozitív hatásokat mutatott ki. A vetett ugarok őszi gabonaföldekhez képest lényegesen gazdagabb növény, rovar és madárközösségeknek adtak otthont, néhány csoport esetében féltermészetes gyepeket is felülmúlva. A kezdeti kutatási eredmények pedig sikeresen járultak hozzá a közti új agrár-környezetvédelmi ciklus tervezetének kidolgozásakor az ugaroltatás gyakorlatának további biztosításához. Következtetések és javaslatok Magyarország mezőgazdasági területeinek élővilága európai viszonylatban még gazdagnak tekinthető. E gazdagság megőrzése agrár-környezetvédelmi programok révén talán lehetséges volna, mégpedig viszonylag könnyen, hiszen meglévő értékek megőrzése a cél, és nem elszegényedett agrárterületek biodiverzitásának helyreállítása, mint a legtöbb nyugat-európai országban. Ezt egy 58

61 rangos folyóiratban megjelent cikkben a nemzetközi szerzőgárda is leszögezte: A természetvédelmi beavatkozások akkor a leg(költség)hatékonyabbak, ha alacsony intenzitással kezelt mezőgazdasági területeken valósulnak meg, ahol még jelentős a biológiai sokféleség (Kleijn et al., 2009). Nemzetközi szinten tehát a magyar, és más közép-európai államok számára biztosítandó jelentős agrár-környezetvédelmi támogatás elérése fontos feladat. Országon belül a rendelkezésre álló agrár-környezetvédelmi támogatások hatékony felhasználását megfelelő alkalmazott és célzott kutatások végzésével, egy tudás-alap megteremtésével szükséges biztosítani. Irodalom Báldi A., Batáry P., Erdős S. 2005: Effects of grazing intensity on bird assemblages and populations of Hungarian grasslands. Agriculture, Ecosystem and Environment, 108: Báldi A., Faragó S. 2007: Long-term changes of farmland game populations in a post-socialist country (Hungary). Agriculture, Ecosystems and Environment, 118: Batáry P., Báldi A., Sárospataki M., Kohler, F., Verhulst, J., Knop, E., Herzog, F., Kleijn, D. 2010: Effect of conservation management on bees and insect-pollinated grassland plant communities in three European countries. Agriculture, Ecosystems and Environment, 136: Biesmeijer, J. C., Roberts, S. P. M., Reemer, M., Ohlemueller, R., Edwards, M., Peeters, T., Schaffers, A. P., Potts, S. G., Kleukers, R., Thomas, C. D., Settele, J., Kunin, W. E. 2006: Parallel declines in pollinators and insect-pollinated plants in Britain and the Netherlands. Science, 313: Burfield, I., van Bommel, F., eds. 2004: Birds in Europe: population estimates, trends and conservation status. BirdLife International, Cambridge, U.K. Cardinale, B. J., Harvey, C. T., Gross, K., Ives, A. R. 2003: Biodiversity and biocontrol: emergent impacts of a multi-enemy assemblage on pest suppression and crop yield in an agroecosystem. Ecology Letters, 6: Carson, R. 2007: Néma tavasz. Katalizátor Kiadó, Budapest. Chen, Y., Pettis, J. S., Evans, J. D., Kramer,M., Feldlaufer, M. F. 2004: Transmission of Kashmir bee virus by the ectoparasitic mite Varroa destructor. Apidologie, 35: Fábián Gy. 2001: Vadászat és vadgazdálkodás marketingje. In: Agrármarketing-fórum. Budapest: AMC Agrármarketing Centrum. p Gallai, N., Salles, J-M., Settele, J., Vaissiére, B. E. 2009: Economic valuation of the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline. Ecological Economics, 68: Gregory, R. D., van Strien, A., Vorisek, P., Meyling, A. W. G., Noble, D. G., Foppen, P. B., Gibbons, D. W. 2005: Developing indicators for European birds. Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences, 360: Johansen, C. A. 1977: Pesticides and pollinators. Annual Review of Entomology, 22: Kleijn, D., Sutherland, W. J. 2003: How effective are European agri-environment schemes in conserving and promoting biodiversity? Journal of Applied Ecology, 40: Kleijn, D., Baquero, R. A., Clough, Y., Diaz, M., De Esteban, J., Fernandez, F., D. Gabriel, Herzog, F., Holzschuh, A., Jöhl, R., Knop, E., Kruess, A., Marshall, E. J. P., Steffan-Dewenter, I., Tscharntke, T., Verhulst, J., West, T. M., Yela, J. L. 2006: Mixed biodiversity benefits of agri-environment schemes in five European countries. Ecology Letters, 9: Kleijn, D., Kohler, F., Báldi, A., Batáry, P., Concepción, E. D., Clough, Y., Díaz, M., Gabriel, D., Holzschuh, A., Knop, E., Kovács, A., Marshall, E. J. P., Tscharntke, T., Verhulst, J. 2009: On the relationship between farmland biodiversity and land-use intensity in Europe. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 276: Klein, A. M., Vaissière, B., Cane, J. H., Steffan-Dewenter, I., Cunningham, S. A., Kremen, C., Tscharntke, T. 2007: Importance of crop pollinators in changing landscapes for world crops. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274:

62 Kovács-Hostyánszki A., Batáry P., Báldi A., in press. Local and landscape effects on bee communities of Hungarian winter cereal fields. Agriculture and Forest Entomology, DOI: /j x Millennium Ecosystem Assessment Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis. World Resources Institute, Washington, DC. Muth, M. K., Thurman, W. N. 1995: Why support the price of honey. Choices, 10: Parker, F. D., Batra, S. W. T., Tependino, V. J. 1987: New pollinators for our crops. Agricultural Zoology Reviews, 2: Samu, F. 2003: Can field-scale habitat diversification enhance the biocontrol potential of spiders? Pest Management Science, 59: Steffan-Dewenter, I., Tscharntke, T. 2001: Succession of bee communities on fallows. Ecography, 24: Steffan-Dewenter, I., Munzenberg, U., Burger, C., Thies, C., Tscharntke, T. 2002: Scale-dependent effects of landscape context on three pollinator guilds. Ecology, 83: Steffan-Dewenter, I., Potts, S. G., Packer, L. 2005: Pollinator diversity and crop pollination services are at risk. Trends in Ecology and Evolution, 20: 1 2. Potts, S. G., Vulliamy, B., Dafni, A., Ne eman, G., Willmer, P. G. 2003: Linking bees and flowers: how do floral communities structure pollinator communities? Ecology, 84: Southwick, E. E., Southwick, L. Jr 1992: Estimating the economic value of honey bees (Hymenoptera: Apidae) as agri-cultural pollinators in the United States. Journal of Economic Entomology, 85: Szép T., Nagy K Magyarország természeti állapota az EU csatlakozáskor az MME Mindennapi Madaraink Monitoringja (MMM) adatai alapján. Természetvédelmi Közlemények, 12: Abstract THE ROLE OF BIOLOGICAL DIVERSITY IN THE MAINTENANCE OF LIVEABLE COUNTRYSIDE ANDRÁS BÁLDI 1 and ANIKÓ KOVÁCS-HOSTYÁNSZKI 2 1 Animal Ecology Research Group, HAS, Hungarian Natural History Museum H-1088 Budapest, Baross u. 13., Hungary, 2 Szent István University, PhD School of Environmental Sciences H-2103, Gödöllő, Páter K. u. 1., Hungary, We argue that liveable countryside means rural people and the diversity of life. Intensive agriculture, the application of large quantity of chemicals makes countryside unliveable, and declines biological diversity. Hungarian countryside is rich in biodiversity in a European context, for example, farmlands birds declining in most West European countries have stable populations in Hungary, there are an order of magnitude larger number of species of bees and other insects on Hungarian grasslands than in Western grasslands, etc. The value of high biodiversity is crucial, as it provides the basis for ecosystem services, for example for the primary production, pollination, biological control, the development of soil, air and water purification. It is hard to assess the value of ecosystem services, although an example is the global value of pollination per year, which is assessed to 100 billion. Theoretically, agri-environmental schemes are proper tools for the conservation of liveable countryside, however, examples from West European countries showed that these had mixed effects on biodiversity. We have to understand the farmland management and landscape effects on biodiversity and to create evidence base for successful implementation of 60

63 schemes. Missing evidence may result in failure of schemes. Hungary should be responsible within the EU for the conservation of high farmland biodiversity. Paper from the Proceedings of the Royal Society concluded that it is more efficient to maintain farmland biodiversity where it is still high (like in Hungary), than to restore habitats and species in countries with impoverished intensive farmlands. 61

64 Szekció előadások 62

65 Talajerő-gazdálkodás szekció 63

66 A NITRÁT DIREKTÍVA (91/676/EEC) ÉS AZ EU 27 ORSZÁGOK NP FORGALMÁNAK A FENNTARTHATÓ NP TRÁGYÁZÁS ALAPELVEI ALAPJÁN TÖRTÉNŐ ÉRTÉKELÉSE: EGY EGYEDÜLÁLLÓ LEHETŐSÉG HAZÁNK VIDÉKFEJLESZTÉSI POZÍCIÓINAK MEGHATÁROZÓ MÉRTÉKŰ JAVÍTÁSÁRA CSATHÓ PÉTER MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet 1022-Budapest, Herman O. út 15., Mottó: Az Úré a föld s annak teljessége; a föld kereksége s annak lakosai (Zsoltárok 24:1) Összefoglalás Magyarország 6. éve az Európai Unió tagja, de immáron 25 éve, hogy elkezdte állatállományának 50%-át feláldozni az EU csatlakozás oltárán. Idén 19. éve, hogy megszületett az EU országok felszíni és felszín alatti vizeinek védelmét célzó Nitrát Direktíva. Szükséges tehát számot vetnünk az elmúlt évek történéseiről: mi is történt az EU mára 27 tagországgá bővült közösségében a növénytáplálás, annak környezeti vonatkozásai terén az elmúlt 19 évben, mennyiben teljesültek ennek a fontos agrár-környezeti szabályozónak a célkitűzései? Az értékelésben a korábbi EU15 (EU15) és a 2004-ben, illetve 2007-ben csatlakozott 12 új EU12 (NEU12) ország nitrogén- (N) és foszfor- (P) mérlegének, illetve a talajvíz nitrát N-tartalmának, valamint a talajok P-ellátottságának elmúlt 15 évi változásai, azok összehasonlítása sietnek segítségünkre. A Webster (1961) értelmező szótára szerint az Unió az alábbiak szerint definiálható: Egy egymásnak megfelelő, kiegyensúlyozott egészbe/egységbe rendezés. A dolgozat célja annak meghatározása, hogy az EU 27 országok NP-táplálási gyakorlata megfelel-e az Unió fenti leírásának, avagy nem. A válasz lesújtó és sokkoló: ahelyett, hogy az EU 27 országokban a mezőgazdaság NP-mérlegei, a talajvíz nitrátszennyezettsége, illetve foszforellátottsága területén az elmúlt 15 évben egyfajta kiegyenlítődés történt volna az EU nyugati és keleti fele között, ezzel ellenkezőleg, ez alatt az időszak alatt további, felgyorsult polarizáció ment végbe, melynek következményei: 1) Súlyos környezeti fenyegetés néhány nyugat-európai EU országban, különösen is Hollandiában és Belgiumban, részben Dániában és Németországban, valamint Franciaország (Bretagne-félsziget) és Olaszország (Pó völgye) egyes régióiban. 2) Súlyos agronómiai, szociális és vidékfejlesztési problémák az újonnan csatlakozott közép-kelet-európai EU országokban. A Nitrát Direktíva teljesen hatástalannak bizonyult ezen kedvezőtlen tendenciák megállításában, és helyes irányba fordításában. A szerzőnek úgy tűnik, hogy Magyarországon (és valószínűleg az EU-ban is) az állatok jogvédelme sokkal körültekintőbben megoldott, mint az ember, az élhető vidék követelményrendszerének az EU és hazai jogszabályokban rögzített, és be is tartatott biztosítása. Az évi XXVIII., az állatok védelméről és kíméletéről szóló törvény előírja, hogy az állatokkal a jó gazda gondosságával kell bánni. Ezt a mentalitást, az állatok érdekében bevezetett etikai minimumszintet szükségesnek tűnik az Európai Unió és Magyarország összes, humán vonatkozású, az emberre az ateista evolucionista tan szerinti megfogalmazás szerint, mint az evolúciós sor csúcsragadozó állatára vonatkozó törvényekre is kiterjeszteni: Amennyiben a teremtés tan szerinti megfogalmazást tekintjük mérvadónak (a legújabb tudományos kutatás a teremtéstant tudományosan sokkal megalapozottabbnak valószínűsíti, mint az ateista evolucionizmust (Lennox, 2007; 2008)), az emberre, mint a teremtés koronájára, szükséges az Európai Unió és Magyarország összes, humán vonatkozású törvényében a keresztény etika normáját mielőbb bevezetni. Dolgozatunkban is, a fentieknek megfelelően, az agrár-környezetvédelmi, agronómiai, a szociális és vidékfejlesztési problémák EGYÜTTES orvoslása szükséges voltára helyezzük a hangsúlyt. Megítélésünk szerint, és ez szerző tiszteletteljes javaslata is, indokoltnak látszik a jövőben az Élhető Vidékért Konferenciákon az agronómiai, környezetvédelmi témájú szekciók mellett a szociális, vidékfejlesztési (szociológiai?) szekciókat is szerepeltetni. Amely jövőbeni konferenciákra talán 64

67 biztos, ami biztos, érdemes lenne a pótkereket is meghívni. A szerző véleménye szerint tehát, azonnali paradigmaváltásra van szükség az EU agrár-környezetvédelmi jogi szabályozásban. Ahelyett, hogy csupán beszélnénk róla, a pénzügyi érdekek érvényesítése helyett, az EU nyugati felében a diffúz NP-terhelést megállító agrár-környezetvédelmi szabályozást kell érvényesíteni, az EU keleti fele agronómiai, szociális és vidékfejlesztési pozícióinak egyidejű erősítésével, javításával. Önvédelmi okokból, mindenképpen indokolt a közép-kelet európai EU országokban a külföldiek föld- és egyéb agráringatlan vásárlási moratóriumát addig hatályban/érvényben tartani, amíg, az EU nyugati felében a diffúz NP-terhelést megállító agrár-környezetvédelmi szabályozás érvényesítésre nem kerül, az EU keleti fele agronómiai, szociális és vidékfejlesztési pozícióinak egyidejű erősítésével, javításával, úgy, hogy a változások egyértelmű haszonélvezői a helyi gazdaközösségek, a vidék legyenek. Annak érdekében, hogy ez minél hatékonyabban megtörténhessen, létfontosságú, hogy a közép-kelet-európai EU országok koordináltan, egységesen lépjenek fel az EU nyugat-európai túlsúlyú vezetése felé túlélési esélyeik érvényesítése, a vidék élhetőségének biztosítása, javítása érdekében. Mindezeken túl, a hazai és a nemzetközi jog adta jelenlegi keretek között, mindent meg kell tenni a hazai vidék túléléséért, a hazai vidék élhetőségi feltételeinek megteremtéséért, javításáért. Kulcsszavak: Az EU27 országok NP forgalma; a Nitrát Direktíva abszolút hatástalan volta, totális kudarca; a piaci liberalizáció következménye: erősödő polarizáció, az extremitások térnyerése az EU27-en belül; paradigmaváltás, az EU nyugati részének környezetvédelmi, közép-keleti részének agronómiai, szociális, és vidékfejlesztési problémáinak együttes orvoslása Bevezetés A napokban elgondolkoztam rajta, hogy milyen sok oka lehet annak, hogy egy ember drótszamárra, velocipédre, mai nevén biciklire, avagy kerékpárra pattan. Például, mert gazdaságos. Fenntartási költségei nem függenek az üzemanyag árváltozásoktól. vagy, mert egészséges. Minden izmodat megmozgatja. vagy, mert környezetkímélő. Nem bocsát ki a környezetében az üvegházhatást, és ezen keresztül, a Földünk globális felmelegedését erősítő anyagcsere termékeket (maximum biogázt egy-egy keményebb kaptatón, de ez nem szignifikáns). Van egy negyedik szempont is (három a magyar igazság, egy a ráadás), magamat ebbe a csoportba sorolom: mindig, amikor kerékpárra pattanok, azonnal egy jóleső érzés tölt el: most momentán tutira kivan a négy kerekem Bár a szerző nem rendelkezik mélyreható műszaki ismeretekkel, feltételezi, hogy ahhoz, hogy egy autó mozogni tudjon, a négy keréken, a kasznin, a motoron és a sebességváltó blokkon, a főtengelyen és a differenciálművön stb. túl, kuplungtárcsára és hát kormánykerékre is szükség van. Tekintsük most az élhető vidéket egy személyautónak. És nézzük meg együtt működési elvét. Képletesen szólva, a motor alatt akár környezetkímélő növénytáplálás alapjait is érthetjük, ennyire lehetünk önzőek, és ennyire értékelhetjük azt, amit szeretünk, amire egy bizonyos fokig, az életünket is feltettük (ez tisztán természettudomány); a sebességváltó blokk, a főtengely, és a differenciálmű a vidék élhetési, életminősége javításának feltételeit értékelő tudományterületeket jelképezheti: a közgazdaságtani, vidékfejlesztési, faluszociológiai stb. tudományágakat (ez tisztán társadalomtudomány). És hát, azt azért ne felejtsük el, hogy ahhoz, hogy a motor az ő erejét a sebességváltó blokkon, a főtengelyen, a differenciálművön keresztül, a kerekekig kifejthesse mi is ez a négy kerék? 1) az agronómia, 2) az agrár-környezetvédelem, 3) a szociális, gazdasági kérdések és 4) a vidékfejlesztés. Persze, pótkerékre is szükség van. Legyen ez: 5) az egyház. Oda úgy is általában csak akkor fordulunk, ha durrdefektünk van nos, ahhoz hogy jól futhasson a falu szekere, elengedhetetlenül szükséges egy másik, igen leleményes szerkezetre: a kuplungtárcsára, amely a két egységet összeköti (ez a vidék élhetőségét, a közjó prioritását biztosító jogi szabályozás, amely az élhető vidék összes fontos elemét egymással is harmonizálja). 65

68 A motor ereje tehát, a sebességváltó blokkon, a főtengelyen, a differenciálművön keresztül, a kerekekig csupán a kuplungtárcsán keresztül érvényesülhet. Ha nincs kuplungtárcsa, beülhetek én a kocsiba, ráadhatom a gyújtást, nyomhatom csutkára a gázpedált, bömbölhet a motor, de az autó egy millimétert sem fog mozdulni. Csak egy dolog lesz bizonyos: hogy nekem, aki ezt csinálom, nincs ki a négy kerekem. Ahogy életem legutolsó öt évére visszatekintek utólag mindig okosabb az ember sokszor meg is történt, Főnökeim, Kollegáim a tanúim. És persze, az sem mindegy, hogy ki ül a kormánynál, és merre kormányozza a vidék élhetőségét segítő, lehetővé tevő autót. Meg hát, benzinre, gázolajra is szükség van, hogy menjen az a kocsi (az élhető vidék megteremtésének financiális feltételei). Elkerülhetetlenül fel kell tennünk a kérdést: az élhető vidék biztosítása ügyében kivan-e az EU négy kereke: 1) az agronómia oldaláról, 2) az agrár-környezetvédelem oldaláról, 3) a szociális, és az azt megalapozó gazdasági kérdések oldaláról és 4) a vidékfejlesztés oldaláról? A pótkerékről nem is beszélve. Persze, egy hosszú útra pótkerék nélkül elindulni, nos, lehetséges, de egyben kockázatos is. És hát elkerülhetetlenül fel kell tennünk a másik kérdést is: kivan-e az EU azon vezetőinek, akik az EU-nak az élhető vidék feltételeit biztosító jogok megalkotásáért, azok bevezetéséért és betartatásáért felelősök, nos, kivan-e az ő négy kerekük: 1) az agronómiai, 2) az agrár-környezetvédelmi, 3) a szociális, gazdasági kérdésbeli és 4) a vidékfejlesztési kereke. Ők az ötödik kereket, a pótkereket, az egyházat, a keresztény hit gyakorlását vagy nem gyakorlását magánügynek tartják. Szerző meg az ateista evolucionizmus hite gyakorlását vagy nem gyakorlását tartja annak. Fifty-fifty, nem? Az ő logikájuk szerint, amit ők magánügynek tartanak, az az. Szerző szerint tehát, ugyan eszerint a logika szerint azt, hogy valaki az ateista evolucionizmus hitét gyakorolja, avagy nem gyakorolja, az is magánügy. Szerző csak azt nem érti, hogyha ez egy magánügy, akkor a biológia órákon, kizárólagossági alapon, miért egy magánüggyel, miért ezzel a szerző véleménye szerint maszlaggal tömik a felcseperedő/felcserepedő ifjúság fejét, és az esélyegyenlőség jegyében, a tolerancia korában a magánügyek helyett miért nem a közügyekkel foglalkoznak: miért nem tanítják közoktatási intézményeinkben párhozamosan a teremtéstant is? Bármennyire meglepő ugyanis, de a legújabb tudományos kutatás a teremtéstant tudományosan sokkal megalapozottabbnak valószínűsíti, mint az ateista evolucionizmust (Lennox, 2007, 2008). Nos, erről ennyit. Az EU és az EU vezetők négy kerekére vonatkozó kérdéseknek a megválaszolása, természetesen, nem a szerző feladata. Dolgozatunkban is, a fentieknek megfelelően, az agrár-környezetvédelmi, agronómiai, a szociális és vidékfejlesztési problémák EGYÜTTES orvoslása szükséges voltára helyezzük a hangsúlyt. Megítélésünk szerint, és ez szerző tiszteletteljes javaslata is, indokoltnak látszik a jövőben az Élhető Vidékért Konferenciákon az agronómiai, környezetvédelmi témájú szekciók mellett a szociális, vidékfejlesztési (szociológiai?) szekciókat is szerepeltetni. Amely jövőbeni konferenciákra talán biztos, ami biztos érdemes lenne a pótkereket is meghívni. Hát akkor, lássuk a motort. Mint jól tudjuk, minden autónak időnként műszaki vizsgára kell mennie, ahol autónknak egy, a fenntartható közlekedési rendszert megalapozó és biztosítható, vezetésbiztonsági, de környezetvédelmi követelményrendszernek is meg kell felelnie. Ha nem megy át a műszaki vizsgán, nem közlekedhet tovább az utakon, hisz aki egy ilyen kocsiban ülne, önmagát, a forgalomban részt vevő társait és a környezetet is veszélyeztetné. Nos, akkor lássuk, hogy milyen állapotban is van az EU, az élhető vidék fenntartásáért felelős autójának a motorja, a potenciálisan környezeti veszélyt okozható nitrogén (Németh, 1996), és foszfor (Kamprath és Watson, 1980) forgalma, a talajvíz nitrátszennyezettségével, illetve a talaj foszforellátottságával való összefüggésében. Lássuk tehát a motordiagnosztikát! Az európai kutatási és technológiai együttműködés keretében Magyarország is részt vett, illetve részt vesz az 1997 és 2003 közötti időszakra meghirdetett A mezőgazdasági termelés hozzájárulásának becslése az eutrofizáció előidézésében (Quantifying the agricultural contribution to eutrophication) elnevezésű COST 832, valamint a 2006 őszén indult A felszíni és felszín alatti vizekbe jutó tápelemmennyiségek csökkentésének lehetőségei (Mitigation options for nutrient reduction in surface water and groundwaters) című COST 869 programban. A programban való részvétel révén tovább bővülhettek az Európai Unióban az agrár eredetű foszforterhelés 66

69 problémájáról szerzett ismereteink, valamint vezető nyugat-európai kutatókkal jövőbeni tudományos együttműködések lehetősége fogalmazódott meg, közös publikáció jelent meg (Tunney et al., 2003). A COST programban való részvételnek köszönhető az is, hogy e vitacikk szerzői OECD environmental surface NP balances for Hungary, című előadásukkal szerepelhettek a többek között Svájc kormánya, valamint a Nemzetközi Talajtani Unió (IUSS) által 2005 márciusában Tiranában szervezett Element balances as a tool for sustainable land management című nemzetközi tudományos konferencián (Csathó és Radimszky, 2005a). A konferencia fő célkitűzése A fenntartható talajhasználat ügyéért felelőséget érző talajtanos, agronómus, és erdőmérnök szakemberek, valamint a döntéshozók számára fórum biztosítása, melynek során együtt értékelhetik, hogy a tápelemmérleg számítások hogyan segíthetik a környezeti problémák korai felismerését, és milyen eljárások dolgozhatók ki ezen problémák orvoslására volt (www.elementbalances05.org). A szervezők kérésére a konferencia 1. és 2. munkacsoportja a gazdálkodók és a politikusok felé megfogalmazott ajánlásainak elkészítésében e cikk szerzője is részt vett (Sims et al., 2005). Szintén ezen a konferencián kapta e vitacikk szerzője azt a megtisztelő felkérést, hogy a közép-kelet-európai országok talajainak NP-mérlegeiről, valamint e talajok P- ellátottságáról az érintett országok szakembereivel együtt tanulmányt készítsen. E tanulmány részben egy nemzetközi folyóiratban is megjelent (Csathó et al., 2007). A nyugat-európai országok vonatkozásában ezt az értékelést Steén (1997), Johnston (1997) adataira támaszkodva korábban már elvégezte. Ennek a tanulmánynak az a célja, hogy értékelje azokat a tényezőket, amelyek a területegységre jutó szerves- és műtrágya NP használat intenzitását leginkább befolyásolják. Célul tűztük ki a nyugat európai és az új EU tag közép és kelet európai országok NP mérlegeinek bemutatását, az OECD módszertan segítségével (OECD, 2001; 2008). A vitacikkben a nyugat- és a kelet- európai országok nitrogén, foszfor mérlegeit, és talaj NP ellátottságait egymással is összehasonlítjuk. Ajánlásokat fogalmazunk meg az EU agrár-környezetvédelmi szabályozásának további javítására is. Magyarország 6. éve az Európai Unió tagja, de immáron 25 éve, hogy elkezdte állatállományának 50%-át feláldozni az EU csatlakozás oltárán. Idén 19. éve, hogy megszületett az EU országok felszíni és felszín alatti vizeinek védelmét célzó Nitrát Direktíva. Szükséges tehát számot vetnünk az elmúlt évek történéseiről: mi is történt az EU mára 27 tagországgá bővült közösségében a növénytáplálás, annak környezeti vonatkozásai terén az elmúlt 19 évben, mennyiben teljesültek ennek a fontos agrár-környezeti szabályozónak a célkitűzései? Az értékelésben a korábbi EU15 (EU15) és a 2004-ben, illetve 2007-ben csatlakozott 12 új EU12 (NEU12) ország nitrogén- (N) és foszfor- (P) mérlegének, illetve a talajvíz nitrát N-tartalmának, valamint a talajok P-ellátottságának elmúlt 15 évi változásai, azok összehasonlítása sietnek segítségünkre. Anyag és módszer A tápelemmérlegek, különösen az NP-mérlegek, fontos környezeti indikátorok. Ezeknek a mérlegszámítási módszereknek a megközelítései jelentősen különbözhetnek, ezért ezeknek az adatoknak az összehasonlítása csak bizonyos korlátokkal lehetséges. Felismerve fontosságukat, az OECD országoknak évente becsülniük kell a mezőgazdaságuk környezetvédelmi megközelítésű NP-mérlegüket. Ennek az OECD módszernek az előnye, hogy ezek az országok azonos módszertannal készítik el NP-mérlegüket. Ennek következtében ezen országok NP-mérleg egyenlegei egymással összehasonlíthatók. Az OECD módszertan hazai adaptációjának részletes bemutatása Csathó és Radimszky (2005b) és Kovács és Csathó (2005) munkáiból követhető nyomon. 67

70 Eredmények Idén 19 éve, hogy megszületett az EU országok felszíni és felszín alatti vizei védelmének biztosítását célzó Nitrát Direktíva. Szükséges tehát számot vetnünk az elmúlt évek történéseiről: mi is történt az EU mára 27 tagországgá bővült közösségében a növénytáplálás, annak környezeti vonatkozásai terén az elmúlt időszakban, mennyiben teljesültek ennek a fontos agrár-környezeti szabályozónak a célkitűzései? Az értékelésben a korábbi EU15 (EU15) és az új EU12 (NEU10) országok nitrogén- (N) és foszfor- (P) mérlegének, illetve a talajok P-ellátottságának elmúlt 15 évi változásai, azok összehasonlítása sietnek segítségünkre. Előadásom szakmai részében jól tetten érhetők a Karácsony Sándor református pedagógus és filozófus A magyar észjárás (1985; 2009) című könyvében leírtak. A könyv szerzőjének egyik alapvető felismerése, hogy az indogermán észjárástól eltérően, ahol a konkréttól haladnak az általános felé, a magyar épp ellenkezőleg, az általánostól a konkrét felé haladva közelít a problémához. Jól tetten érhető ez pl. a nevünkben. Nálunk a családnév, náluk a személynév van elől. Vagy a postai levelezésünkben. Náluk a házszám, nálunk a város van elől. Nos tehát, lássuk a medvét! Az értékelésbe világ összes országát bevontuk, ahol a mezőgazdasági terület meghaladja a 100 ezer hektárt. 129 ilyen országot találtunk. Ennek értelmében, a magyar észjárásnak megfelelően, az általánosból kiindulva, abba helyezve, kerestük két konkrét csoport, az EU15 országok (az EU napfényes oldalán élők), valamint az újonnan csatlakozott NEU12 országok (az EU árnyékos oldalán élők) helyét a világban, és majdan az Európai Unión belül. Értékelésünkben két növényi makrotápelemet, a nitrogént és a foszfort vontuk be (1. ábra). 1. ábra Az egy főre jutó nemzeti jövedelem, valamint a szerves plusz műtrágya NP használat közötti összefüggés a népsűrűség függvényében a világ országaiban, az EU15 és az új EU12 (NEU12) országokban 2000-ben (Csathó és Radimszky, 2007; 2009) Figure 1. Correlation between the national per capita income and the application of organic and mineral fertiliser NP in the countries of the world, int he EU15 countries as well asin the new EU12 (NEU12) countries, as a function of population density in 2000 (Csathó and Radimszky, 2007; 2009) 68

71 Két tápelem van, amely potenciális veszélyt jelenthet környezetünkre: 1. az agronómiailag indokolt mennyiséget rendszeresen meghaladó, avagy rendszeresen messze meghaladó mozgékony nitrogén, amely lemosódással a felszín alatti vizeinket és végső soron, ivóvíz bázisunkat veszélyezteti (Németh, 1996), 2. az agronómiailag indokolt mennyiséget rendszeresen meghaladó, avagy rendszeresen messze meghaladó, a szántott rétegben való megkötődésre hajlamos foszfor viszont a felszíni elfolyással, valamint az erózióval felszíni vizeinkbe jutva azok eutrofizációját eredményezheti (Kamprath és Watson, 1980). 1) Megállapítottuk, hogy az EU27 országokban a 1 hektár mezőgazdasági területre jutó szervestrágyával, illetve műtrágyával kiadott N és P 2 O 5 nem az agronómiailag indokolt mennyiségben, a tervezett termésszint, a talaj tápelem-ellátottsága és a módosító tényezők figyelembe vételével került megállapításra, hanem az egy főre jutó GDP, valamint a népsűrűség függvényében. A nitrogén és a foszfort azért értékelhettük összevontan, mivel a kijuttatott N és P mennyiségek között szoros pozitív lineáris összefüggés volt (Csathó és Radimszky, 2007; 2009) (1. ábra). 2) Megállapítottuk, hogy a szerves-, valamint a műtrágyával kijuttatott NP mennyisége egyenes arányban nőtt az EU 27 országokban. Holott, minél több NP-t juttatunk ki szervestrágyával a területre, arányosan annál kevesebb műtrágya NP-re lenne szükség. Tehát az EU 27 országokban ez pontosan fordítva történik, mint ahogy az agronómiai és környezetvédelmi oldalról indokolt lenne (Csathó és Radimszky, 2007, 2009) (2. ábra). 2. ábra A műtrágyával kiadott NP és a szerves trágyával termelt NP mennyiségek közti összefüggés a világ országaiban 2000-ben (a számok az 1. ábránál ismertetett EU27 országokat reprezentálják) (Csathó és Radimszky, 2007; 2009) Figure 2. Correlation between the NP quantities applied as mineral fertiliser and produced as farmyard manure in the countries of the world in (Numbers 1-27: see text in Figure 1) (Csathó and Radimszky, 2007; 2009) 3) A trágyázási szaktanácsadási rendszerek alapvető, közös vonása (kellene, hogy legyen), hogy az adott tápelemmel gyengén ellátott területen a növény által kivont mennyiséget jóval meghaladó, közepesen ellátotton azt kevésbé meghaladó, jó ellátottságon azzal azonos, avagy annál kevesebb, igen jó ellátottságon annál kevesebb, vagy zéró, túlzott ellátottságon zéró (N)PK tápelem mennyiségeket javasolnak kijuttatni termesztett növényeink alá (Csathó et al., 1998; Tunney et al., 1997; 2003; Vetter and Fruchtenicht, 1974) (3. ábra). Ezt a logikát elfogadva, a 90-es évek elején foszforral sokkal jobban ellátott talajokkal bíró, dupla akkora szervestrágya adagokat kijuttató nyugat-európai EU25 országokban jóval kisebb (N)P mennyiségek kiadása, és ennek eredményeképpen sokkal alacsonyabb (N)P-mérleg egyenlegek az indokoltak, és agronómiai, környezetvédelmi oldalról elfogadhatók, mint a 90-es évek elején jóval gyengébb P-ellátottságú közép-kelet-európai országokban. 69

72 P-ellátottsági szint felvett P aránya Adott P és változási iránya P-ellátottság E: Igen jó, Túlzott 0 D: Jó 0.5 C: Közepes 1.0 C= Fenntartás B: Gyenge 1.5 A: Igen gyenge ábra Foszfortrágyázási szaktanácsadás alapelve szántóföldi növényekre Németországban (Vetter and Fruchtenicht 1974), cit: Tunney et al. (2003) Figure 3. Phosphorus fertiliser recommendation for fields in Germany based on soil fertility class soil test phosphorus (STP) based on Vetter and Fruchtenicht (1974), cit: Tunney et al. (2003). Lássuk tehát, hogy szakmailag egyedül helyes elmélettel szemben mi a valóság. Erről a 4. ábra, a 90-es évek elején a talajok P státuszát jelző P-ellátottsági értékszám és a P-mérlegek közötti összefüggés leírásával tájékoztat bennünket. 4. ábra A P-ellátottsági értékszám és a P-mérleg közötti összefüggés az európai országokban a 90- es évek elején (1-27: a számok az első ábránál ismertetett EU27 országokat reprezentálják, 28: Norvégia; 29: Szerbia és Montenegro; 30: Ukrajna) (Csathó és Radimszky, 2007; 2009) Figure 4. Correlation between the soil P supply index and the P balance in the countries of Europe in the early 1990s (Numbers 1-27: see text at Figure 1; 28: Norway; 29: Serbia and Montenegro; 30: Ukraine) (Csathó and Radimszky, 2007; 2009) A P-ellátottsági értékszámot a következők szerint állapítottuk meg: a foszforral igen gyengén ellátott területen 1-es értékszorzót, a gyengén ellátotton 2-es, a közepesen ellátotton 3-as, a jól ellátotton 4-es, és az igen jól ellátotton 5-ös értékszorzót, faktort alkalmaztunk. Az adott P- ellátottságok értékszorzóit megszoroztuk az adott ellátottság előfordulási %-ával (10%-os előfordulásnál tehát 0,1-gyel, 20%-osnál 0,2-vel stb.). Ezeket a szorzatokat összeadva kaptuk meg egyetlen szám formájában a P-ellátottsági értékszámot. Ha az adott ország területe tehát 100%-ban 70

73 foszforral igen gyengén ellátott lenne, az ország P-ellátottsági értékszáma 1,0 lenne. A másik szélsőség, 100%-ban foszforral igen jól ellátott terület esetén P-ellátottsági értékszám 5,0 lenne. Természetesen indokolt lenne a túlzott P-ellátottság kategóriájának bevezetése is, 6-os értékszorzóval. Erre azonban még nincsenek adataink. Az agronómiailag és környezetvédelmi szempontból is indokolt, egyedül helyes gyakorlat esetében a 3. ábrán egy negatív összefüggést, a javuló P-ellátottsággal egyre kisebb, egyre negatívabb P-mérlegeket kellett volna kapnunk. Ezzel szemben, ennek éppen az ellenkezője volt megfigyelhető a 90-es évek elejei európai állapotokban: a kelet-közép-európai országok kis P-ellátottsági értékszámához kapcsolódtak a legkisebb, több esetben is negatív (!) (-10 és -20 kg/ha P 2 O 5 közötti) P-mérlegek, míg a nyugat-európai országokhoz köthető legnagyobb P-ellátottsági értékszámokhoz a legpozitívabb, évenként 40 és 90 kg/ha P 2 O 5 közötti többletet mutató P-mérlegek. Ez azt is jelenti, hogy a 90-es évek elejei kedvezőtlen állapotok napjainkra nemhogy javultak volna, vagy netalántán konzerválódtak volna, de drasztikus mértékben tovább súlyosbodtak az elmúlt 15 évben, a Nitrát Direktíva bevezetése óta eltelt 15 év során. Ezt az európai országok elmúlt 15 évi kumulált nitrogén és foszformérleg egyenlegei is megerősítik. 4) Az EU Nitrát Direktíva, amelynek az EU gazdálkodóinak harmonikus, környezetkímélő növénytáplálási gyakorlatát kellene szolgálnia, éppen az ellenkezőjét teszi: Az EU nyugati és keleti része közötti polarizációt erősíti fel, tovább súlyosbítva a nyugati régió környezetvédelmi, a keleti régió agronómiai, szociális, vidékfejlesztési problémáit. 5. ábra Az 1991 (a Nitrát Direktíva hatályba lépésének éve) és 2005 közötti kumulált NP-mérlegek, valamint az adott ország állatsűrűségének összefüggése egyes EU országokban (Csathó és Radimszky, 2009) Figure 5. Correlations between estimated cumulative NP balances, as well as lovestock densities in some European countries, 1991, the year of inplementation of the EU Nitrates Directive (91/676/EEC), to 2005 (Csathó and Radimszky, 2009) Tovább gazdagítva az EU nyugati részét, és tovább szegényítve a keleti részét. Ez érthető is, hisz a Nitrát Direktíva, minden szakmaiságot, tudásalapot nélkülözve, nagyvonalúan(?)/felületességből(?)/célirányosan (?) elnézi a környezetnek a nyugat-európai EU15 országok általi súlyos agrár eredetű diffúz NP-terhelését, -szennyezését (a Nitrát Direktíva bevezetése óta eltelt 15 év alatt, pl. Hollandia további 3500 kg/ha nitrogénnel, 1000 kg/ha P 2 O 5 -tel, Belgium pedig 2700 kg/ha nitrogénnel, és 800 kg/ha P 2 O 5 -tel terhelte környezetét), míg drákói szigorral jár el a közép- és kelet-európai országok nagyságrendekkel kisebb pontszerű NPterhelésével szemben. Vajon, ha, mint ahogy az annakidején Jézus kora vallási vezetőit, a farizeusokat és az írástudókat ily módon bírálta: Vak vezérek, a kik megszűritek a szúnyogot, a tevét pedig elnyelitek. (Szent Biblia, Máté 23:24)., sokkalta inkább, a ma vallási vezetői (akiknek talán az a 71

74 vallásuk, hogy nincs vallásuk, és talán az az etikai törvényük, hogy nincs etikai törvényük), a többek között az EU Nitrát Direktívát (91/676/EEC) kidolgozók és betartatók felé nem hangozhatnának el ezen szavai? (Csathó és Radimszky, 2007; 2009) (5. ábra). A 6-7. ábrákon a környezet agrár eredetű NP-terhelése, és az állatsűrűség közötti erős korrelációt nem lehet nem észrevenni. A tudomány mai állása szerint, NP-szennyezésnek a megfelelő szintűre való mérséklése egyedüli módjának az állatlétszám drasztikus csökkentése tűnik az érintett országokban. NUTS 2 szinten jó példa erre a P-mérlegek és a sertés sűrűség közötti összefüggés térképes ábrázolása (6-7. ábra). 6.ábra Az EU12 országok P-mérlege 1990-ben, NUTS 2 szinten (EEA, 1995) Figure 6. Phosphorus balances in the EU12 countries, in the early 1990s, in NUTS 2 levels (EEA, 1995) 7. ábra Sertés állománysűrűség Nyugat- Európában (World Bank, 2005) Figure 7. Pig population density in Western Europe (World Bank, 2005) Nézzük, mi a helyzet az EU országok N-gazdálkodásával kapcsolatban? Mint említettük, a kumulált N tápelemmérlegek is, mint legfontosabb agrár-környezeti indikátorok, a talajvíz nitrát N- szennyezettségével is jó egyezőséget mutatnak (8-9. ábra). A talajvíz nitrátszennyezettségi értékszámát az alábbiak szerint határoztuk meg, Hamell (2007) adatai alapján: talajvíz nitrát N: <25 mg/kg (világosszürke kategória): 1-es szorzó; talajvíz nitrát N: mg/kg (sötétszürke kategória): 3-as szorzó; talajvíz nitrát N: mg/kg (fehér kategória): 5-es szorzó; és talajvíz nitrát N (fekete kategória): 50 mg/kg: 7-es szorzó. A talajvíz N-szennyezettségi értékszáma az adott országban pedig: (1 x világosszürke kategória százalékos előfordulása/ x sötétszürke kategória százalékos előfordulása/ x fehér kategória százalékos előfordulása/ x fekete kategória százalékos előfordulása/100). Az említett nyugat-európai országokban erőteljesen csökkenteni, a közép-kelet-európai országokban erőteljesen növelni kell az állattenyésztés arányát ahhoz, hogy az egészséges, fenntartható növénytermesztés/állattenyésztés arányok kialakulhassanak. Első megközelítésben, javaslatunk hosszú távon fenntartható növénytermesztés/állattenyésztés arányra a 0,75 1 számosállat/1 ha mezőgazdasági terület állatsűrűség. 72

75 8. ábra A talajvíz nitrátszennyezettségének mértéke az EU15 országokban (Hamell, 2007) Figure 8. Nitrate-N pollution of the groundwater in the EU15 countries (Hamell, 2007) 9. ábra A talajvíz nitrát N-szennyezettségi értékszáma és a 90-es évek eleji N-mérlegek közötti összefüggés az EU15 országokban (1-15: a számok az 1. ábránál ismertetett EU15 országokat reprezentálják) (Csathó, 2009a; 2009b) Figure 9. Correlation between the degree of ground water nitrate-n pollution and the N balances in he early 1990 s in some EU15 countries (Numbers 1-15: see text at Figure 1) (Csathó, 2009a; 2009b) Mindezeknek a változásoknak a nyertesei a helyi gazdálkodók, gazda- és faluközösségek kell, hogy legyenek. Csak így valósul meg a közjó prioritásának elve. Megvitatás Idén 19 éve, hogy megszületett az EU országok felszíni és felszín alatti vizei védelmének biztosítását célzó Nitrát Direktíva. Szükséges tehát számot vetnünk az elmúlt évek történéseiről: mi is történt az EU mára 27 tagországgá bővült közösségében a növénytáplálás, annak környezeti vonatkozásai terén az elmúlt időszakban, mennyiben teljesültek ennek a fontos agrár-környezeti szabályozónak a célkitűzései? Az értékelésben a korábbi EU15 (EU15) és az új EU12 (NEU12) országok nitrogén- (N) és foszfor- (P) mérlegének, illetve a talajok P-ellátottságának elmúlt 15 évi változásai, azok összehasonlítása sietnek segítségünkre. 73

76 A Webster (1961) értelmező szótára szerint az Unió az alábbiak szerint definiálható: Egy egymásnak megfelelő, kiegyensúlyozott egészbe/egységbe rendezés. A dolgozat célja annak meghatározása, hogy az EU 27 országok NP-táplálási gyakorlata megfelel-e az Unió fenti leírásának, avagy nem. A válasz lesújtó és sokkoló: ahelyett, hogy az EU 27 országokban a mezőgazdaság NPmérlegei, a talajvíz nitrátszennyezettsége, illetve foszforellátottsága területén az elmúlt 15 évben egyfajta kiegyenlítődés történt volna az EU nyugati és keleti fele között, ezzel ellenkezőleg, ez alatt az időszak alatt további, felgyorsult polarizáció ment végbe, melynek következményei: 1) Súlyos környezeti fenyegetés néhány nyugat-európai EU országban, különösen is Hollandiában és Belgiumban, részben Dániában és Németországban, valamint Franciaország (Bretagne-félsziget) és Olaszország (Pó völgye) egyes régióiban. 2) Súlyos agronómiai, szociális és vidékfejlesztési problémák az újonnan csatlakozott közép-kelet-európai EU országokban. A Nitrát Direktíva teljesen hatástalannak bizonyult ezen kedvezőtlen tendenciák megállításában, és helyes irányba fordításában. A szerzőnek úgy tűnik, hogy Magyarországon (és valószínűleg az EU-ban is) az állatok jogvédelme sokkal körültekintőbben megoldott, mint amennyire az EU és hazai jogszabályokban az ember alapvető emberi jogai, az élhető vidék követelményrendszere biztosítottak. Az évi XXVIII. (III.16), az állatok védelméről és kíméletéről szóló törvény előírja, hogy az állatokkal a jó gazda gondosságával kell bánni. Ezt a mentalitást, az állatok érdekében bevezetett etikai minimumszintet szükségesnek tűnik az Európai Unió és Magyarország összes, humán vonatkozású, az emberre az ateista evolucionista tan szerinti megfogalmazás szerint, mint az evolúciós sor csúcsragadozó állatára vonatkozó törvényekre is kiterjeszteni: amennyiben a teremtéstan szerinti megfogalmazást tekintjük mérvadónak (a legújabb tudományos kutatás a teremtéstant tudományosan sokkal megalapozottabbnak valószínűsíti, mint az ateista evolucionizmust (Lennox, 2007; 2008)), az emberre, mint a teremtés koronájára, szükséges az Európai Unió és Magyarország összes, humán vonatkozású törvényében így az élhető vidékre vonatkozóra is a keresztény etika normáját mielőbb bevezetni. A természettudományos megközelítésen túl, szükségesnek tűnik tehát az élhető vidék követelményrendszerének társadalomtudományi szempontú, igényes megfogalmazása is. Dolgozatunkban is, a fentieknek megfelelően, az agrár-környezetvédelmi, agronómiai, a szociális és vidékfejlesztési problémák EGYÜTTES orvoslása szükséges voltára helyezzük a hangsúlyt. Megítélésünk szerint, és ez szerző tiszteletteljes javaslata is, indokoltnak látszik a jövőben az Élhető Vidékért Konferenciákon az agronómiai, környezetvédelmi témájú szekciók mellett a szociális, vidékfejlesztési (szociológiai?) szekciókat is szerepeltetni. Amely jövőbeni konferenciákra talán biztos, ami biztos érdemes lenne az egyház képviselőit is meghívni. Annál is inkább, mivel az élhető vidék követelményrendszerének társadalomtudományi szempontú, igényes megfogalmazását a keresztény etika oldaláról a történelmi egyházak, közöttük pl. a Katolikus Egyház is, már meg is tette (Marx, 2009). Az élhető vidék feltételrendszerének igényes, exakt, természet- és társadalomtudományi megközelítését szükségesnek tűnik a Nemzeti Együttműködés Programja keretében a tudományterületek, valamint a döntéshozók meghatározó képviselőinek fórumokon megvitatnia, és ennek eredményeképpen, kísérletet tenni a hazai és EU jogalkotási rendszerbe való beépítésükre. A szerző véleménye szerint tehát, azonnali paradigmaváltásra van szükség az EU agrárkörnyezetvédelmi jogi szabályozásban. Ahelyett, hogy csupán beszélnénk róla, a pénzügyi érdekek érvényesítése helyett, az EU nyugati felében a diffúz NP-terhelést megállító agrár-környezetvédelmi szabályozást kell érvényesíteni, az EU keleti fele agronómiai, szociális és vidékfejlesztési pozícióinak egyidejű erősítésével, javításával. Önvédelmi okokból, mindenképpen indokolt a közép-kelet európai EU országokban a külföldiek föld- és egyéb agráringatlan vásárlási moratóriumát addig hatályban/érvényben tartani, amíg, az EU nyugati felében a diffúz NP-terhelést megállító agrár környezetvédelmi szabályozás érvényesítésre nem kerül, az EU keleti fele agronómiai, szociális és vidékfejlesztési pozícióinak 74

77 egyidejű erősítésével, javításával, úgy, hogy a változások egyértelmű haszonélvezői a helyi gazdaközösségek, a vidék legyenek. A föld- és állatlétszám alapú támogatást amikortól megvalósul az EU nyugati és keleti része közötti polarizáció miatt, semmiképpen sem a tényleges, hanem az optimális növénytermesztés/állattenyésztés arányhoz kell szabni. Az említett nyugat-európai országokban erőteljesen csökkenteni, a közép-kelet-európai országokban erőteljesen növelni kell az állattenyésztés arányát ahhoz, hogy az egészséges, fenntartható növénytermesztés/állattenyésztés arányok kialakulhassanak. Javaslatunk fenntartható növénytermesztés/állattenyésztés arányra a 0,75, vagy 1 számosállat/1 ha mezőgazdasági terület állatsűrűség. Tehát, a föld- és állatlétszám alapú támogatást egységesen minden EU országban úgy kell megvalósítani, hogy minden hektár mezőgazdasági területre 0,75, vagy 1 számosállat támogatást is fizessen az EU, függetlenül attól, hogy ennél nagyobb, vagy kisebb az aktuális állatsűrűség. Az EU ezzel a döntésével is segítené a fenntartható növénytermesztés/állattenyésztés arány kialakulását az EU keretein belül. Annak érdekében, hogy a közép-kelet-európai EU országok érdekérvényesítése minél hatékonyabban megtörténhessen, létfontosságú, hogy a közép-kelet-európai EU országok koordináltan, egységesen lépjenek fel az EU nyugat-európai túlsúlyú vezetése felé túlélési esélyeik érvényesítése, a vidék élhetőségének megteremtése, biztosítása, javítása érdekében. Mindezeken túl, a hazai és a nemzetközi jog adta jelenlegi keretek között, mindent meg kell tenni a hazai vidék túléléséért, a hazai vidék élhetőségi feltételeinek megteremtéséért, javításáért. Köszönetnyilvánítás Az ebben a dolgozatban ismertetett kutatási eredmények jelentős része az A mezőgazdasági termelés hozzájárulásának becslése az eutrofizáció előidézésében (Quantifying the agricultural contribution to eutrophication). c. COST 832 Program ( ), valamint az A felszíni és felszín alatti vizekbe jutó tápelem mennyiségek csökkentésének lehetőségei (Mitigation options for nutrient reduction in surface water and groundwaters) COST 869 Program ( ) kezdeményezésére jött létre. Köszönet illeti Prof. Emmanual Frossard urat, ETH Zürich, Svájc, egy átfogó tanulmány készítésére történő felkéréséért a közép-kelet európai országok talajainak P- ellátottsága és P-mérlegei témakörében; Prof. Johnny Johnston urat, IACR, Rothamsted, Egyesült Királyság, a kézirat minőségének javítása érdekében tett javaslataiért; valamint and Prof. Eugen Kamprath urat, North Carolina State University, Raleigh, USA, a dolgozat témakörében készült tudományos szakcikkek megjelentetésére irányuló bátorításáért, és támogatásáért. Irodalom A Nemzeti Együttműködés Programja. Magyar Országgyűlés, május 22. Az évi XXVIII. (III. 16) törvény az állatok védelméről és kíméletéről. COST 832 ( ): A mezőgazdasági termelés hozzájárulásának becslése az eutrofizáció előidézésében (Quantifying the agricultural contribution to eutrophication). COST 869 ( ): A felszíni és felszín alatti vizekbe jutó tápelem mennyiségek csökkentésének lehetőségei (Mitigation options for nutrient reduction in surface water and groundwaters) Council Directive of 12 December 1991 concerning protection of waters against pollution caused by nitrates form agricultural sources. (91/676/EEC). Csathó P. 2009a: Vélemény az Európai Unió Tanácsa által október 7-én kibocsátott 13000/09, COM(2009) 512 végleges közleményéről, melyet az Európai Parlamentnek, a Tanácsnak, az Európai Gazdasági és Szociális Bizottságnak és a régfiók Bizottságának készített A Felkészülés a jövőre: közös stratégia kidolgozása a kulcsfontosságú alaptechnológiákkal kapcsolatban címmel. Kézirat. MTA TAKI, Budapest. Csathó P. 2009b: Vélemény a FÖVÉT számára az A jövő Közös Agrárpolitikája a Közjavakért 75

78 dokumentumról. Kézirat. MTA TAKI, Budapest. Csathó P., Radimszky L. 2005a: OECD environmental surface NP balances for Hungary, In: Element balances as a tool for sustainable land management. Abstract book. p. 32. Tirana, Albania. Csathó P., Radimszky L. 2005b: A magyar mezőgazdaság környezetvédelmi és agronómiai megközelítésű NPK tápelem-mérlege 1901 és 2000 között. Szemle. Agrokémia és Talajtan, 54: Csathó P., Radimszky L. 2007: A Nitrát-direktíva első 15 éve: eredmények, kudarcok, feladatok az Európai Unióban környezet agrár eredetű NP-terhelésének csökkentésében. Fórum. Növénytermelés, 56: Csathó P., Radimszky L. 2009: Two worlds within EU27: sharp contrasts in organic and mineral NP use, NP balances and soil P status. Widening and deepening gap between Western and Central Europe. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 40: Csathó P., Árendás T., Németh T. 1998: New, environmentally friendly fertiliser advisory system, based on the data set of the Hungarian long-term field trials set up between 1960 and Communications in Soil Science and Plant Analysis Csathó, P., Sisák, I., Radimszky, L., Lushaj, S., Spiegel, H., Nikolova, M. T., Nikolov, N., Čermák, P., Klir, J., Astover, A., Karklins, A., Lazauskas, S., Kopinski, J., Hera, C., Dumitru, E., Manojlović, M., Bogdanović, D., Torma, S., Leskošek, M. (deceased, 2006), Khristenko, A. 2007: Agriculture as a source of phosphorus causing eutrophication in Central and Eastern Europe. Soil Use and Management, 23 (Suppl. 1): Hamell, M. 2007: Implementing the Nitrates Directive. European Commission. DG Environmen. Unit Agriculture, Forest and Soil. In: 16th International Symposium of CIEC September, A ppt presentation. Gent, Belgium. Johnston, A. E Soil phosphorus status and P balances in the EU15 counries. Manuscript. Rothamsted-Harpenden, UK. Kamprath, E. J., Watson, M. E. 1980: Conventional soil and tissue tests for assessing the phosphorus status of soils. In: Khasawneh, F. E., Sample, E. C., Kamprath, E. J. (eds.) The role of phosphorus in agriculture. ASA, CSSA, SSSA, Madison, Wisconsin USA. Karácsony S. 1985: A magyar észjárás. Magyar Hírmondó. Magvető Kiadó, Budapest. 564 p. Karácsony S. 2009: A magyar észjárás. Széphalom Könyvműhely, Budapest. Kovács G. J., Csathó P. (szerk.) 2005: A magyar mezőgazdaság elemforgalma 1901 és 2003 között. Agronómiai és környezetvédelmi tanulságok. MTA TAKI FVM, Budapest. Lennox, J. C. 2007: God s undertaker. Had Science Buried God? Lion Hudson Plc., Oxford, UK. Lennox, J. C. 2008: A tudomány valóban eltemette Istent? Evangélimi Kiadó, Budapest. Marx, R. 2009: A Tőke. Védőbeszéd az emberért. Szent István Társulat. Az Apostoli Szentszék Kiadója, Budapest. 270 p. Németh T. 1996: Talajaink szervesanyag-tartalma és nitrogénforgalma. MTA TAKI, Budapest. 382 p. OECD 2001: Environmental Indicators for Agriculture. Paris, France. Vol. 3, OECD 2008: Environmental Indicators for Agriculture. Vol. 4, Chapter 3: OECD trends of environmental conditions related to agriculture. Paris, France. Sims, T., Spiess, E., Csathó, P. 2005: Conclusions and the suggestions for the politicans and for the farmers derived from WG1 and WG2. In: Final Report of the International Conference on Element Balances as a Tool for Sustainable Land Management, March 13 to 19, 2005, Tirana, Albania. Stanners, D., Bourdeau, Ph. (eds.) 1995: Europe s Environment. The Dobřiš Assesment. European Environment Agency (EEA). Copenhagen, Denmark. Steén, I. 1997: A European fertilizer industry view on phosphorus retention and loss from agricultural soils. In: H. Tunney, O. T. Carton, P. C. Brookes, A.E. Johnston (eds): Phosphorus loss from soil to water. CABI Wallingford. p

79 Szent Biblia. A Károli Gáspár-féle fordítás (1590) revideált változata. Magyar Bibliatársulat, Budapest, Tunney, H., Breeuwsma, A., Withers, P. J. A., Ehlert, P. I. A. 1997: Phosphorus fertiliser strategies: present and future. In: H. Tunney, O. T. Carton, P. C. Brookes, A. E. Johnston (eds): Phosphorus loss from soil to water. CABI Wallingford. p Tunney H., Csathó, P., Ehlert, P. 2003: Approaches to calculating P balance at the field-scale in Europe. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 166: Vetter, H., Fruchtenicht, K. 1974: Wege zur Ermittlung des Dungerbedarfs mit grosserer Treffsicherheit (Methods of determining fertiliser requirements with more accuracy). Landwirtschaftliche Forschung 31(1): , cit: Tunney, H., Csathó, P. and Ehlert, P Approaches to calculating P balance at the field-scale in Europe. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 166: Webster s Third New International Dictionary of the English Language Unabridged I-II. 1961: London, Bell and Sons p. World Bank. 2005: Food safety and agricultural health standards: challenges for opportunities in developing country exports. Report No , World Bank, Washington, DC. Abstract EVALUATION OF THE EU NIRATES DIRECTIVE (91/676/EEC), AS WELL AS THE NP TURNOVER OF THE EU27 COUNTRIES, BASED ON THE PRINCIPLES OF SUSTAINABLE NP NUTRITION: AN OUTSTANDING OPPORTUNITY FOR A SIGNIFICANT IMPROVEMENT OF THE POSITION OF THE HUNGARIAN VILLAGES PÉTER CSATHÓ MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet H-1022-Budapest, Herman O. út 15., Hungary, Motto: The earth is the LORD's, and everything in it, the world, and all who live in it (Psalm 24:1) Hungary has been member of the European Union since 2004, but, it is 25 years ago when teh nation has started to sacrifice 50% of livestock population on the altar of joining the EU. It is now 19 years since the European Union passed the Nitrates Directive, aimed at protecting surface and subsurface waters in EU countries. It is therefore worth reviewing the progress made in recent years in achieving the aims of this major agricultural and environmental regulation. A comparison of changes in the nitrogen (N) and phosphorus (P) balances of the EU15 and NEU12 countries and in the P supplies of the soils over the last 15 years will be used for this purpose. According to Webster s Dictionary (1961), the description of Union is: A uniting into a coherent and harmonious whole. This paper deals with the question whether the plant nutrition practice within the EU 27 countries fits to this description of Union, or not. The answer to this question is distressing. Instead of a trend towards equalization in surface NP balances and soil NP status in the EU27 countries, a further and accelerated polarization has happened in the last 15 years resulting in severe environmental threats in some of the former EU15 countries, especially in Belgium and the Netherlands, and causing severe agronomic, social, and rural development problems in most of the new EU 12 countries. The negative NP balances and worsening NP status in Central and Eastern European (CEE) countries, including those which have recently joined the EU (NEU12), may result in increasingly low yields and in economic and agronomic problems. These trends are in sharp contrast to past practices in some of the EU15 countries, where strongly positive NP balances and oversupplies with NP may lead to environmental and ecological threats. The Nitrates Directive has proved to be entirely ineffective in stopping the disadvantageous trends and converting them into 77

80 the right direction. It seems to the author that legal defence of animals is much more carefully solved in Hungary (and, probably, also in the EU) in the legislation processes, than that of humans, for the latter ones, it seems to be established inadequately in the EU and Hungarian laws regarding the basic human rights to live sustainable life in the villages, in the countryside. The XXVIII. (March 16, 1998.) law on the protection and regard towards animals directs that humans have to treat them with proprietary solicitude. This mentality, this ethic minimal level established and implemented in favour of the animals should be provided, established and implemented in every EU and Hungarian law referring to humans. What is the reason for that? From the point of view of atheistic evolucionist theory, humans are the top predatory animals, ie. the rights provided for animals i.e., to treat them with proprietary solicitude are due to them, humans as well. On the other side, from the point of view of the creation theory, and, surprisingly, according to the recent findings of scientific research, the probability of the creationism theory is much-much higher, than that of the atheistic evolucionist theory (Lennox, 2007, 2008) the norms of the Christian ethics (which, among others, involves the principle of solidarity as well), should be provided, established and implemented in every Hungarian and EU law referring to humans, including rural development. The question raises inevitably, whether the EU-car has all the four wheels necessary for providing the conditions of the sustainable village, the sustainable countryside: (1) regarding agronomy; 2) regarding agro-environmental protection; 3) regarding the social issues, established by the economic system; and, 4) regarding rural development? Not to mention the spare/fifth wheel which, inevitably, should be the church, because, if not other cases, but, in case of having while moving on the public road of our journey through life, and having a blow-out, we usually turn to it. Obviously, one can leave for a long journey without a sparewheel, without a fifth wheel, but, without, it is much more hazardous, than with it. And, again, the question raises inevitably, whether has the car of the managers of EU, responsible for legislation, and having the laws kept have all the four wheels necessary for providing the conditions of the sustainable village, the sustainable countryside: (1) regarding agronomy; 2) regarding agro-environmental protection; 3) regarding the social issues, established by the economic system; and, 4) regarding rural development? They consider the spare wheel, the fifth wheel, i.e., the church, the question whether you practice your Christian faith or not as a private affair. In the same basis, author considers practicing or not practicing the faith of atheistic evolutionism, as a private business. Fifty-fifty, is not it? According to their logics, private affair is what they consides private affair. In the same way, anybody can consider anything as private business. This is why author considers the faith in atheistic evolutionism, as a private business. But, there is one thing author cannot understand: if it is a private business, then, on the biology classes, in the public schools, why is the head of the pupils stuffed in an exclusively obligatory manner with a private business, with the theory of atheistic evolutionism which is, according to the author s opinion, a stinkweed, and, in the spirit of equal opportunities, in the era of tolerance, in the public schools, instead of private businesses, why are not dealt with public affairs, i.e., besides teaching the theory of atheistic evolutionism, paralel, teaching the theory of creatinism as well? Not to mention, be it as surprising, as it is, according to the recent findings of scientific research, the probability of the creationism theory is much-much higher, than that of the atheistic evolucionist theory (Lennox, 2007, 2008) Well, that enough from this point, author guesses. Obviously, answering the question whether both the EU-car an car of the managers of EU, responsible for legislation, and having the laws kept have all the four wheels, or not, is not author s business. According to the author s opinion, there is a need for a paradigm shift in the EU agro-environmental protection legislation. Instead of speaking about it, agro-environmental protection, social, and rural development principles should gain real priority over the financial interests. Co-operation within the European Union should help to solve both the environmental threat facing the Western part of the community, and the agronomic and economic problems in the Central and Eastern part. Because of the polarisation between the Western and Eastern part of EU, subsidies on the agricultural area as well as the livestock number should not be based on the actual, but to the optimal (75 to 100 livestock units / 100 ha agricultural land) livestock density, equally in each of the EU 27 country. 78

81 A HAZAI MEZŐGAZDASÁGI TERÜLETEINK TÁPANYAG-ELLÁTOTTSÁGÁNAK MEGÍTÉLÉSE PÁLMAI OTTÓ 1 és HORVÁTH JÓZSEF 2 1 Fejér Megyei MgSzH Növény- és Talajvédelmi Igazgatóság 2481 Velence, Ország út 23., 2 Talajerő plusz Kft Kaposvár, Petőfi utca 11., Összefoglalás Hazánk földművelés történetében a kezdetektől a 70-es évek közepéig mindig negatív volt a tápanyagmérlegünk és csak ezen időszak után, mindössze a rendszerváltásig, alig 15 évig folytattunk talajgazdagító tápanyagutánpótlást után azonban drasztikusan, kezdetben közel 70 %-al esett vissza a műtrágya felhasználás. Ilyen színvonalú tápanyag-utánpótlás a mérlegadatok alapján a múlt század eleji állapotnak felel meg. Az elmúlt években a műtrágya felhasználásunk mindössze 70 kg/ha körüli NPK hatóanyag szintre emelkedett, miközben az állatállományunk lassan már a harmadára esett vissza, tehát a szerves forrás is radikálisan csökkent. Fenti folyamatok eredményeként a hazai talajaink tápanyag-ellátottsági szintje is jelentősen csökkent, általában minimum 1 ellátottsági kategóriával lett alacsonyabb, ami a múlt század 70-es évek végi állapotnak felel meg. Tehát az elmúlt 20 évben feléltük azt a tápanyagtőkét, amit előtte 15 év alatt, a tápanyagmérleg pozitív szakasza idején a termésbiztonság növelése érdekében kiadtunk. Nem oldhatja meg ezt a problémát, legfeljebb segítheti az újabban egyre jobban terjedő baktérium készítmények használata sem, ami semmiképpen nem tápanyagutánpótlási, maximum tápanyaggazdálkodási technológiai elem lehet szerencsés esetben. Nagy kérdés, hogy ez az állapot és hazai helyzet elegendő lehet-e a növénytermesztési és általában a mezőgazdasági versenyképességünk fenntartásához. Kulcsszavak: talajtermékenység, talajminőség, termésbiztonság, tápanyagmérleg, műtrágya Amióta az ember növénytermesztéssel foglalkozik a talajok tápanyag ellátottságának mindig fontos szerepe volt. A mezőgazdasági tevékenység intenzívebbé válásával, a termőtalajok intenzívebb használatával azonban a korábban alkalmazott módszerekkel (parlagoltatás, ugaroltatás, vetésforgó, szerves- és zöldtrágyázás) már nem lehetett fenntartani a talajok termőképességét, ezért kezdték el a műtrágyák használatát. A régebbi gazdálkodási rendszerek sikeressége attól függött, hogy mennyiben sikerült a termesztett növények számára fontos tápanyagokat az istállótrágyával a talajba juttatni, ill. pillangósokkal a N többletet biztosítani. Mindössze 150 évvel ezelőtt fedezték fel, hogy a talajok nitrogén ellátottsága mellett fontos szerepe van a foszfornak is a terméseredményekre. Ez a felismerés teremtette meg az alapján a műtrágyázás gondolatának és a műtrágyák előállításának, ami a földművelés új korszakát jelentette. Már a múlt század közepén bebizonyították, hogy a műtrágyázás kezdete óta mutatkozó látványos terméseredmény növekedés 50%-ban a műtrágyázásnak köszönhető. Ezt a megállapítást később a hazai szabadföldi kísérleteink adatai alapján nálunk is igazolták. Nyugat-Európában a mezőgazdasági termelés intenzívebbé válása már a 60-as évek elején elkezdődött. Fokozatosan nőtt a kemikáliák, ezen belül a műtrágyák felhasználása, de természetesen a növénytermesztés egyéb technológiai elemei (gépesítés, talajművelés, új növényfajták, növényvédelem stb.) is követték ezt a tendenciát. Ezen együttes hatások következményeként egyértelműen nőttek a terméseredmények. 79

82 Ezek a folyamatok nálunk legalább tíz év késéssel, a 70-es évek első harmadában jelentkeztek. Fontos megállapítani, hogy eddig az időpontig a földművelés történetünkben mindig negatív volt a tápanyagmérlegünk (1. táblázat). Ez azt jelenti, hogy a betakarított terméssel mindig több tápanyagot vontunk ki a talajainkból, mint amit visszapótoltunk. Időszakok Nitrogén (N) Foszfor (P 2 O 5 ) Kálium (K 2 O) táblázat Magyarország mezőgazdasági művelésbe vont területeinek NPK-mérlege (kg/ha) (Kádár, 1987; 1997; 2007) Table 1. NPK balance (kg/ha) of all agricultural lands of Hungary (Kádár, 1987; 1997; 2007) Tehát csak a műtrágyák használatának magasabb dózisával sikerült változtatni ezen a helyzeten. Ebben az időben hazánk számára a mezőgazdasági termelés fokozása nagyon fontos politikai célkitűzés volt, aminek a szakmai feltételrendszere is meg lett valósítva. A 70-es évek második felében kialakítottunk egy egységes agrokémiai szaktanácsadási rendszert, egy országos talajvizsgálati laborhálózatot és elkezdtük az egész országra kiterjedő kezdetben 3, később 5 évenkénti talajvizsgálatokat. Határozottan kijelenthető, hogy az emelkedő műtrágya felhasználás megbízható szakmai alapokra épült, aminek hatására egyértelműen nőttek a terméseredmények (1. ábra). 1. ábra A műtrágya-felhasználás Magyarországon és a búza, kukorica, napraforgó terméseredmények (mezőgazdasági területre vetített NPK hatóanyag kg/ha) Figure 1. Fertilizer use and yields of winter wheat, maize and sunflower in Hungary (effective NPK dose (kg/ha) on agricultural lands) Fejér megyében ha szántó területre, 4500 táblára évente adtunk műtrágyázási szaktanácsadást, 1982-től már számítógép alkalmazásával, 1986-tól beépítettük a tápanyagmérleges 80

83 korrekciót a szaktanácsunkba és mikroelem kijuttatási javaslattal is kiegészítettük a rendszerünket tól bevezettük hazánkban elsők között az őszi vetésű gabonák kora tavaszi fejtrágyázására az ásványi N-tartalom (N min ) vizsgálatán alapuló szaktanácsadást, amit a gabonaterületek 20-25%- án igénybe is vettek az üzemek. Ezzel a tápanyag-gazdálkodási rendszerrel az volt a cél, hogy a növénytermesztést meghatározó technológiai elemek közül a tápanyag ellátottság ne legyen korlátozó tényező. Ezért tudatosan talajgazdagító, feltöltő trágyázás folyt, addig, amíg a foszfor és kálium tápelemekből nem értük el a jó ellátottság szintet (2. ábra). 2. ábra Az átlagos talajellátottság alakulása (közel ha adatai alapján), Figure 2. Nutrient content of the soils in Fejér County, Hungary between 1978 and 2006, based on the data of ha Hozzá tartozik a témához, hogy a 80-as évek közepére megfogalmazódtak olyan vélemények, hogy a hazánkban folyó műtrágyázási gyakorlat környezetszennyező. E téma kivizsgálására az FVM finanszírozásában 1986-ban elindult Velencén, az intézményünkben egy 8 éves program a Velencei-tó teljes vízgyűjtőjére, aminek az lett az egyértelmű eredménye, hogy a Velencei-tóba kerülő teljes szennyezés több mint 90%-a kommunális eredetű. Az 1990-ben bekövetkezett politikai változás természetesen teljesen átalakította a mezőgazdasági struktúrákat is. Még a Közép-Kelet-Európai országokhoz hasonlítva is drasztikusan, példátlan módon visszaesett a műtrágya felhasználás. A megelőző 15 év átlagában hazánkban kg NPK hatóanyagot használtunk hektáronként évente. Ez a mennyiség 40 kg alá csökkent 1991-ben és szinte teljesen megszűnt a talajvizsgálatok iránti igény. Hosszú ideig tápanyagutánpótlással kapcsolatos kérdés sem hangzott el és csak nagyon lassan kezdett újra éledezni ez a szakterület. A termőföldek magánosítása során nagyon sok szakképzetlen, új tulajdonos került be a termelésbe, ami a mai napig rengeteg megoldatlan problémát hordoz magában. Egy dolog tény, az elmúlt 20 évben a növénytermesztés technológiai elemei közül a tápanyag-utánpótlás minimumtényező lett, ami ma már fellelhető terméskorlátozó tényező. A 2. ábrán egyértelműen látható, hogy az elmúlt 20 évben a három fő növényünk évenkénti terméseredményei sokkal nagyobb változékonyságot mutatnak, sokkal kiszámíthatatlanabbak, mint a korábbi időszakban. Természetesen ezeket az eredményeket több tényező együttes hatása okozta, de egyre határozottabb a tápanyag ellátottsági anomáliák szerepe. A tápanyag mérlegünk ennek megfelelően ismét tartósan negatív, és ha a száraz számokat nézzük, akkor szomorúan kell megállapítani, hogy a tápanyag-utánpótlásunk színvonala a múlt század első felében tapasztalt állapotoknak felel meg (1. táblázat). Az elmúlt két évtizedben a műtrágya felhasználásunk nagyon lassan emelkedő tendenciát mutatott, amibe azonban bezavart a két évvel ezelőtti drasztikus áremelkedés. Az elmúlt évek átlagában közel 70 kg az NPK hatóanyag felhasználásunk hektáronként, ami számításaink szerint alig több mint fele annak a mennyiségnek, ami szakmailag indokolt lenne a realizált terméseredményeket figyelembe véve. 81

84 A tápanyagmérlegünk adatait teljesen alátámasztják a talajaink tápanyag ellátottságát bemutató adatsorok is (2. ábra). A rendszerváltás előtti 15 évben kiadott plusz tápanyagot az elmúlt 20 évben szinte teljesen feléltük. Ez azt jelenti, hogy ma a talajaink tápanyag ellátottsági szintje a 70-es évek végi állapotnak felel meg, de ugyanakkor jóval magasabb terméseredményeket várunk Nincs itt ellentmondás? Tovább súlyosbítja a helyzetet, hogy az elmúlt 2 évtizedben lassan már harmadára csökken az állatlétszám, ebből adódóan a szerves trágya mennyisége. A 80-as évek elején még 28 millió t szerves trágya keletkezett hazánkban, a KSH adatai szerint ma már csak 5 millió, de számításaink alapján talán 7 8 millió t. Összehasonlításképpen azért érdemes megnézni, hogy mi a helyzet ezen a téren az Európai országokban. A műtrágya-felhasználás évek óta stagnál, az alkalmazott átlagdózis közel 130 kg/ha/év NPK hatóanyag. Ezen belül természetesen jelentős a szórás országonként (2. táblázat). Ami mindenképpen meglepő, hogy ugyanezt a hatóanyag mennyiséget még szerves formában is felhasználják. Tehát az európai országok átlagos szervetlen és szerves forrásból származó évenkénti tápanyag kijuttatása összességében közelíti a 260 kg NPK hatóanyagot hektáronként. Ez a helyzet néhány országban (Benelux államok, Németország, Franciaország egyes részei) már komoly környezetvédelmi problémákat is felvet, de ez egy másik kérdés. Ország 1 ha területre jutó Összes műtrágya mennyisége (kg) műtrágya nitrogén foszfor kálium Ausztria 37,0 13,8 15,8 66,5 Belgium, Luxemburg 118,7 31,6 57,7 207,9 Csehország 93,3 15,8 9,4 118,5 Dánia 77,5 13,1 28,2 118,7 Egyesült Királyság 78,1 18,1 25,2 121,4 Észtország 37,5 9,9 8,0 48,8 Finnország 74,7 23,5 36,1 134,4 Franciaország 80,3 25,4 34,2 139,0 Görögország 45,5 18,0 10,0 73,5 Hollandia 148,7 27,2 33,8 221,1 Írország 81,9 20,9 30,1 132,9 Lengyelország 60,0 22,0 26,0 108,0 Lettország 20,1 8,4 6,4 35,0 Litvánia 34,7 6,8 13,6 55,1 Magyarország 44,2 9,0 10,8 64,1 Németország 105,5 18,4 29,6 153,0 Olaszország 51,9 30,4 24,4 107,7 Portugália 30,1 17,5 11,1 58,8 Spanyolország 43,6 23,7 18,5 85,8 Svédország 67,0 13,1 16,1 96,3 Szlovákia 51,6 12,8 10,9 75,3 Szlovénia 204,7 98,2 123,5 426,5 2. táblázat Egy hektár mezőgazdaságilag művelt területre jutó műtrágya hatóanyag felhasználás az EU országaiban a 2001/2002. évben (FAO) Table 2. Effective fertilizer use per hectare agricultural land int he EU countries in year 2001/2002 (FAO) A nyugat-európai országok kényesen vigyáznak a termőföldjeik termőképességének megőrzésére, mert tudják, hogy az a jövő záloga. Mi ezen a téren is megpróbálunk más utakat járni. 82

85 Az elmúlt években jelentősen megnőtt a talajbaktériumok iránti érdeklődés. Természetesen a jövőben lehet ebben a témában nagy lehetőség, de jelenleg ez nem oldhatja meg a hazai problémáinkat. A baktérium készítmények használata nem tápanyag-utánpótlás, legfeljebb tápanyag-gazdálkodási kategória. Kizárt dolog, hogy belátható időn belül ki lehet velük váltani a műtrágyák használatát, márpedig sokan ezt sugallják. Több tényező együttes összeesése esetén lehet csökkenteni ezen készítmények alkalmazásával a műtrágya felhasználás mennyiségét. Ez attól függ, hogy a kijuttatott baktérium trágya baktériumai domináns helyzetbe kerülnek az adott területen, vagy nem. Kedvező esetben kifejthetnek a talajéletre pozitív hatást, ami növelheti a felvehető tápelemek mennyiségét, így a termesztett növény tápanyag-ellátottsága javulhat. Ha a kijuttatott baktériumok nem tudnak domináns helyzetbe kerülni, akkor sajnos nincs hatás. Számos kérdés vár még tisztázásra, mielőtt nagyon belevetnénk magunkat a gyakorlati megvalósításba. Összességében meglehetősen kritikus állapotban lévőnek ítéljük meg a növénytermesztésre használt mezőgazdasági területeink tápanyag ellátottságát. Szerintünk még nagyobb baj, hogy ezt az érintett termelők egy része nem így látja. Addig, amíg a föld szilárd részén 11% a termőföld részaránya, az EU 15-öknél alig 30%, hazánkban pedig több mint 60%. Ez egy teljesen speciális helyzet, hihetetlen természeti adottság, ami sajátos kezelést igényel. Fentiekből adódóan a hazai természeti kincseink minimum negyedrészét, egyes szakértők szerint közel harmadát a termőföld jelenti. Tehát a termőföld hazánk egyik legfontosabb, feltétesen megújuló természeti erőforrása, amelynek megóvása, sokrétű funkcióink megőrzése, termékenységének fenntartása nem csupán a földhasználó, hanem a társadalom hosszú távú érdeke. Nagy kérdés, hogy a mezőgazdasági területeink természetes termőképessége hogyan tolerálja az elmúlt 20 év súlyos negatív tápanyagmérlegét. Meggyőződésünk, hogy ez a tendencia a mezőgazdasági versenyképességünket határozottan rontja. Sürgős szemléletváltozásra van szükség. Irodalom Kádár I. 1987: Földművelésünk ásványi tápanyagforgalmáról. Növénytermelés, 36: Kádár I. 1997: Talajaink tápelemgazdálkodása az ezredfordulón. Növénytermelés, 46: Kádár I. 2007: Sustainability of soil fertility nutrient levels. Cereal Research Communications, 35: Abstract EVALUATION OF THE NUTRIENT CONTENT ON THE HUNGARIAN AGRICULTURAL LANDS OTTÓ PÁLMAI 1 and JÓZSEF HORVÁTH 2 1 Central Agricultural Office Plant and Soil Protection Services of Fejér County H Velence, Ország út 23., Hungary, 2 Talajerő plusz Ltd. H-7400 Kaposvár, Petőfi utca 11., Hungary, Soil nutrient content have always had an important role since human beings started plant production. With the intensification of agricultural production and the use of soils however former methods (out of cropping, crop rotation, organic and green manuring) were not capable to maintain the production capability of soils that led to the use of fertilizers. In the history of land management of Hungary nutrient balance has always been negative from the beginning until the 1970 s. After 83

86 this period; and only until the political change; altogether for 15 years have we followed the soil enriching fertilization. After 1990 fertilizer use decreased dramatically, at the beginning with 70%. This level of fertilizer use is equal to that of the beginning of the 20th century according to the balance data available. In the past years our fertilizer use was only increased until 70 kg/ha NPK active substance, while animal husbandry decreased by two third causing the drastic decrease of organic resources. As a results of the above mentioned processes nutrient balance of the Hungarian soils decreased significantly, in general decreased by one supply category which is similar to the state that we had at the end of the 1970 s. It means that in the last 20 years we used up the nutrient stock that was created during a 15 years period before the end of the 1970 s. This problem can not be solved, only helped by the newly introduced and spreading use of bacteria products. It is not nutrient supply only can be, in optimal conditions an element of nutrient management technology. The big question is if this state can be enough to maintain competition of plant production and in general agriculture. 84

87 A BARNA ERDŐTALAJOK VÁLTOZÁSA SOMOGY MEGYÉBEN A TIM VIZSGÁLATAI ALAPJÁN MARKÓ ANDRÁS és LABANT ATTILA Somogy Megyei MgSzH Növény- és Talajvédelmi Igazgatóság 7400 Kaposvár, Guba S. u. 20., e.mail: Összefoglalás A barna erdőtalajok zónájához tartozó Somogy megyei természetföldrajzi tájakra vonatkozóan, a Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer adatbázisa alapján vizsgáltuk az erdei- és szántóhasznosítású talajok változását. Az értékelés az évi kiindulási és a évi talajtani alapvizsgálatok (humusztartalom, ph-h 2 O, ph-kcl, hidrolitos aciditás, összes karbonát), valamint a tápelemek közül az oldható NO 3 -N, AL-P 2 O 5, AL-K 2 O, Na, Mg, Mn, Zn, Cu és S értékek összehasonlítására, a bekövetkezett változások meghatározására terjedt ki. A vizsgálat alapján levont következtetéseink, - a természetföldrajzi tájegységenkénti értékelés visszajelzi a tájegységek talajtani eltéréseit (kémhatás, savanyúság); az erdei- és szántóhasznosításból adódó különbségeket (humuszosodás, kémhatás, Zn érték változása); a szántókon a PK tápelem-ellátottság változásának tendenciáját; a környezeti hatások módosulását (S készlet nagyarányú csökkenése). Kulcsszavak: talajtulajdonság változás, humusztartalom, talaj kémhatás, tápanyagforgalom, talajállapot Bevezetés A többi környezeti elemhez, a vízhez és a levegőhöz képest a termőtalaj változásai lényegesen lassabbak. A Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer (TIM) vizsgálatai lehetővé teszik, hogy az évi kezdeti vizsgálattól eltelt időszak során bekövetkezett változásokat áttekintsük. A TIM a talajok minőségi változásainak folyamatos figyelemmel kísérését szolgáló mérő, megfigyelő, ellenőrző és információs rendszer. A mérési pontok természetföldrajzi tájanként, a tájakra jellemző reprezentatív helyeken lettek kijelölve. A mezőgazdasági hasznosítású területekkel szemben, az erdőkben az antropogén hatások kevésbé befolyásolják a természetes életközösséget, a talajok zavartalanul fejlődhetnek (Várallyai et. al., 1995). Jelen vizsgálatunk célkitűzése, a rendelkezésre álló TIM adatbázis alapján a barna erdőtalajok zónájához tartozó Somogy megyei természetföldrajzi tájakon, az erdő- és a szántóhasznosítású területeken a talajtulajdonságokban bekövetkezett változások összehasonlítása. Feltételezésünk szerint a barna erdőtalajok természetes állapotában, a fás növényi formációk alatt az elmúlt közel két évtizedben a változás kisebb mértékű, míg a nem természetes állapotú szántókon a művelés hatására a változások jelentősebbek. A talaj termékenységének növelését, illetve szinten tartását célzó művelés és trágyázás a talajok tulajdonságaiban határozottabb mértékű változást eredményezhet. Anyag és módszer Az értékelést négy somogy megyei természetföldrajzi tájra, Külső-Somogy és Belső- Somogy középtájra, valamint a Zselic és Marcali-hát kistájra végeztük el. A vizsgálathoz a TIM keretében 1991-ben Somogy megye területére kijelölt pontok közül a négy táj területén a barna erdőtalajokhoz tartozó 10 erdei, valamint 43 szántón lévő pont adatait használtuk fel. Az évenkénti mintavételezésből származó adatbázisból csak az induláskori, évi és a részletesebb, több 85

88 paraméterre kiterjedő évi vizsgálati adatokat vettük figyelembe. A vizsgálat megalapozottságához tartozik, a TIM pontok mintázása minden esztendőben hasonló időszakban, a vegetációs idő vége felé, szeptember közepe és október közepe között történt. Az értékelésünk a talajtani alapvizsgálatokra (humusztartalom, ph-h 2 O, ph-kcl, hidrolitos aciditás, összes karbonát, valamint a tápelemek közül az oldható NO 3 -N, AL-P 2 O 5, AL-K 2 O, Na, Mg, Mn, Zn, Cu és S értékekre terjedt ki. Az összehasonlítást annak ismeretében is lehetségesnek tartjuk, hogy 2000-től a szántón lévő szelvényeknél az addigi talajtanos szemléletű szintenkénti mintázással szemben, az agrokémiai szemléletű rétegenkénti, javított pontmintázás történt; 9 pontról, a 0-30, és cm-es rétegből. A rendelkezésre álló adatbázis ismeretében, az erdei- és a szántóföldi pont adatainak természetföldrajzi tájankénti számtani átlagát tartjuk összehasonlíthatónak. Vizsgálati eredmények A Dunántúli dombsághoz tartozó Külső-Somogy középtáj sajátossága, a meridionális völgyekkel feldarabolt lösztábláin NY-K-i irányban egymást váltja az agyagbemosódásos-, a típusos Ramann-féle és a csernozjom barna erdőtalaj. A Külső-Somogyra vonatkozó 1 db erdei, valamint a 23 db szántóföldi pont átlagára az évi és a évi vizsgálati adatok összehasonlítása alapján jellemző (1. táblázat): - a humusztartalom az erdei pontnál nőtt, a 23 db szántón lévő pont átlagában nem változott; - a kémhatás az erdőben és a szántón is a semleges irányába módosult; - a NO 3 -N és a PK értékek az erdei pontnál, feltehetően az 1992-es évet követő időszakban történt tarvágásra visszavezethetően, jelentősen emelkedtek; a szántókon a jó ellátottsági kategórián belül a P emelkedett, a K csökkent; - a Zn érték a szántókon jelentősen kisebb; - a S az erdőben és a szántón is határozottan csökkent. Gen. Hum. % ph-h K 2 O ph-kcl y 1 CaCO 3 szint A Külső-Somogy - erdő (akácos) ,6 2,2 5,1 5,6 3,8 4, ,6 6,3 6,9 5,4 5,9 9,7 9, ,6 8,3 8,1 7,4 7, ,6 8,2 8,2 7,5 7, Külső-Somogy - szántó ,2 1,3 6,9 7,4 6,1 6,8 5,6 3,5 0 1, ,6 7,5 7,7 6,4 71 2,7 6, ,5 7,9 8,1 7,1 7,3 9, ,3 8,3 7,5 Gen. NO K 3 -N P 2 O 5 K 2 O Na Mg szint A Külső-Somogy - erdő (akácos) ,2 5, ,6 2, ,5 3, Külső-Somogy - szántó ,

89 3 39 5,8 6, ,1 Gen. Hum. % Mn Zn Cu S K szint A Külső-Somogy - erdő (akácos) ,6 2, ,3 1,3 2,5 2, , ,5 2,6 5, ,6 9,9 0,2 1,1 4, ,6 6,3 0,1 0,9 4,7 Külső-Somogy - szántó ,2 1, ,8 1,1 3,4 3,1 31 5, , , ,3 1. táblázat: Külső-Somogy erdei- és szántón lévő pontok változása Table 1. Change of forestry and arable sample sites in Külső-Somogy A Baranyai-dombsághoz tartozó Zselic mély völgyekkel, keskeny völgyközi hátakkal jellemezhető kistáj. Területe túlnyomórészt erdősült, kevés szántóművelésbe vont része a növénytermesztés számára kedvezőtlen adottságú, nagyrészt erodált. A dombhátak felszínén a löszös üledéken kialakult agyagbemosódásos barna erdőtalaj a jellemző. A Zselicre vonatkozó 4 db erdei és 1 db szántóföldi pontra az évi és a évi vizsgálati adatok összehasonlítása alapján jellemző (2. táblázat): - a humusztartalom az erdőben nőtt, a szántón nem változott; - a kémhatás az erdőben a semleges, a szántón a gyengén lúgos irányába módosult; - a NO 3 -N a tarvágott erdők miatt, a kiindulási értékhez képest jelentős; - a PK értékek az erdőben nem változtak, a szántón csökkentek; - a Zn értéke a szántón határozottan kisebb lett; - a S értéke az erdőben és a szántón is jelentősen csökkent. Gen. Hum. % ph-h K 2 O ph-kcl y 1 CaCO 3 szint A Zselic - erdő (tölgyes és gyertyános) ,9 2,8 5,2 6,0 3,9 4, ,3 5,3 5,8 3,7 4, ,6 5,6 6,2 3,8 4, ,5 6,3 6,8 5,1 5,6 7,4 6, ,5 7,8 7,7 6,4 6, Zselic szántó ,0 1,1 6,8 7,8 5,6 7,4 6, ,6 7,6 8,2 6,7 7,4 0, ,3 8,3 8,1 7,4 7, ,3 8,4 7,5 16 Gen. NO K 3 -N P 2 O 5 K 2 O Na Mg szint A Zselic - erdő (tölgyes és gyertyános) , ,9 7,3 87

90 3 36 1,8 0, ,5 0, ,9 0,2 Zselic szántó ,6 1, ,5 0, ,7 0, ,5 Gen. Hum. % Mn Zn Cu S K szint A Zselic erdő (tölgyes és gyertyános) ,9 2, ,9 2,2 1,8 1,7 20 8, , , , ,5 Zselic szántó ,0 1, ,1 0,6 2,3 1,2 41 5, ,6 0,8 6, ,3 0,7 5, ,3 2. táblázat: Zselic erdei- és szántón lévő pontok változása Table 2. Change of forestry and arable sample sites in Zselic A Dunántúli-dombsághoz tartozó Belső-Somogy középtáj geológiai értelemben futóhomok felszíné formálódott folyóvízi hordalékkúp. A felszíni homokmozgás a jelenkorban (holocén) a több csapadék és az erdősültség következtében megszűnt, csak a szabad felszínű szántókon fordul időnként elő. A táj domináns talajtípusa az iszapos homokon kialakult agyagbemosódásos barna erdőtalaj. A Belső-Somogyra vonatkozó 2 db erdei és 16 db szántóföldi pont átlagértékeire az évi és a évi vizsgálati adatok összehasonlítása alapján jellemző (3. táblázat): - a humusztartalom az erdőben nőtt, a szántón kissé csökkent; - a kémhatás az erdőben nem változott, a szántó viszont savanyodott, (nagy valószínűséggel, a szántók 1992-es állapotánál még érvényesült a nyolcvanas évtizedben folytatott mésztrágyázási gyakorlat, ami később elmaradt.); - a NO 3 -N a 2 db erdei ponton történt tarvágásra visszavezethetően, a kiindulási értéknél magasabb; - a szántón a PK értékek változtak, de változatlanul a talajok jó PK ellátottságára utalnak; - a szántó 1992-es magas Mg értéke a dolomitos mészkőporral végzett korábbi mésztrágyázásra, a 2007-es alacsony érték viszont a mésztrágyázási gyakorlat megszűnésére vezethető vissza; - a Zn érték a szántón jelentősen kisebb; - a S értéke mind az erdőben, mind a szántón a negyedére csökkent. Gen. Hum. % ph-h K 2 O ph-kcl y 1 CaCO 3 szint A Belső-Somogy - erdő (tölgyes és akácos) ,3 2,2 4,9 5,1 3,9 3,8 20,5 23, ,3 5,3 5,3 3,7 3,9 20,7 16,

91 3 31 0,4 4,8 5,4 3,7 4,1 14,1 11, ,3 5,1 5,5 3,8 3,9 9,1 11, ,3 5,6 6,0 4,1 4,4 7,8 10,6 0 0 Belső-Somogy - szántó ,2 1,1 6,9 6,2 6,0 5,2 5,6 7,6 0, ,4 6,3 6,2 5,0 5,0 7,0 6, ,3 6,6 6,6 5,3 5,3 4,2 4,4 0,2 0, ,2 6,9 5,7 3,6 4,6 Gen. NO K 3 -N P 2 O 5 K 2 O Na Mg szint A Belső-Somogy - erdő (tölgyes és akácos) , ,7 2, ,9 2, ,9 1, ,7 1,0 Belső-Somogy - szántó ,5 8, ,7 5, ,6 Gen. Hum. % Mn Zn Cu S K szint A Belső-Somogy - erdő (tölgyes és akácos) ,3 2, ,85 0,69 0,75 0, , , , , ,3 Belső-Somogy - szántó ,2 1, ,9 1,2 1,8 1,7 33 8, , , ,2 3. táblázat: Belső-Somogy erdei- és szántón lévő pontok változása Table 3. Change of forestry and arable sample sites in Belső-Somogy A Marcali-hát Belső-Somogyhoz tartozó, de természeti adottságaiban (domborzat, felszíni talajképző kőzet) attól határozottan eltérő kistáj. Talajtakarója a löszös üledéken kialakult agyagbemosódásos barna erdőtalaj. A Marcali-hátra vonatkozó 3 db erdei és 3 db szántóföldi pont átlagértékeire az évi és a évi vizsgálati adatok összehasonlítása alapján jellemző (4. táblázat): - a humusztartalom az erdőben nőtt, a szántón nem változott; - a kémhatás az erdőben nem változott, a szántó gyengén savanyodott, ami a Belső- Somogyra vonatkozó megállapításhoz hasonlóan, a mésztrágyázás elmaradására vezethető vissza; - a PK értékek az erdőben nem változtak, a szántón a P csökkent, a K nőtt; - a Zn értéke a szántón határozottan csökkent; 89

92 - a S értéke az erdőben és a szántón is jelentősen, harmadára csökkent. Gen. Hum. % ph-h K 2 O ph-kcl y 1 CaCO 3 szint A Marcali-hát - erdő (tölgyes és gyertyános) ,4 1,6 5,1 5,0 3,7 3, ,4 6,2 5,9 5,4 4, ,5 5,9 6,0 4,4 5,9 14 8, ,4 7,7 7,5 6,6 6, ,3 8,4 8,1 7,4 7, Marcali-hát szántó ,2 1,2 6,9 6,6 6,0 6,1 4,5 4, ,5 7,1 6,8 5,6 5,9 3,2 4,9 0, ,4 7,3 7,3 6,1 6,1 0,3 0, ,3 8,0 7,2 10 Gen. NO K 3 -N P 2 O 5 K 2 O Na Mg szint A Marcali-hát - erdő (tölgyes és gyertyános) ,7 6, ,4 0, ,1 0, ,1 0, ,1 0,3 Marcali-hát szántó ,9 13, ,9 6, ,4 2, ,1 Gen. Hum. % Mn Zn Cu S K szint A Marcali-hát - erdő (tölgyes és gyertyános) ,4 1, ,0 2,3 1,6 1, , , , ,3 Marcali-hát - szántó ,2 1, ,0 1,4 2,9 3,9 32 6, , , ,3 4. táblázat: Marcali-hát erdei- és szántón lévő pontok változása Table 4. Change of forestry and arable sample sites in Marcali-hát Összefoglalva a barna erdőtalajok zónájához tartozó Somogy megyei tájegységek TIM pontjainak évi kiinduláskori és évi átlagolt adatainak összehasonlításából levont következtetéseket, megállapítható: - az erdei pontokon a humusztartalom nőtt, a szántón lévő pontokon nem változott; 90

93 - a löszös üledéken kialakult talajok savanyú kémhatása enyhült, a homokon lévő talajok viszont savanyodtak; - a NO 3 -N és a PK értékek jelentős növekedése a tarvágott erdei pontok esetében állapítható meg; - a szántón lévő pontok évi kiinduláskori PK átlagértékei 2007-re kisebb-nagyobb mértékben változtak, de alapjában az ellátottsági kategórián belül maradtak; - a Zn értéke az erdei pontokon nem, a szántón lévő pontokon jelentősen csökkent, feltehetően a kukorica vetésszerkezeten belüli magas aránya miatt; - a S értéknek az erdei és szántó pontokon bekövetkezett nagyarányú csökkenése a környezetből és a műtrágyahasználatból származó kénutánpótlás elmaradására vezethető vissza. Irodalomjegyzék Pécsi, M. 1981: A Dunántúli-dombság. Akadémiai Kiadó, Budapest. Várallyai Gy., Hartyányi M., Marth P., Molnár E., Podmaniczky G., Szabados I., Kele G. 1995: Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer 1. kötet, Módszertan. Földművelésügyi Minisztérium, Budapest. Abstract CHANGE OF BROWN FOREST SOILS BASED ON THE EXAMINATION OF THE SOIL PROTECTION MONITORING SYSTEM IN SOMOGY COUNTY ANDRÁS MARKÓ and ATTILA LABANT Plant and Soil Protection Service of Somogy County H-7400 Kaposvár, Guba Sándor st. 20, Hungary, Changes in the soils of the forests and in the cropland of the various nature-geographical units in Somogy County were studied by data base of the Soil Conservation Information and Monitoring System. The soils in Somogy County belong to the zone of the brown forest soil. In the study the basic soil examination data (humus content, ph-h 2 O, ph-kcl, hydrolytic acidity and total carbonate) as well as few nutrient elements - soluble NO 3 -N, AL-P 2 O 5, AL-K 2 O, Na, Mg, Mn, Zn, Cu and S having been measured in 1992 the initial values and 2007 were compared and the changes were determined. Our conclusions: evaluation completed on the basis of naturegeographical units reflects the pedological deviations (chemical reaction and acidity); the differences resulting from forest utilisation and field cultivation (getting humus, chemical reaction and Zn value); tendency of the PK nutrient supply in the cropland and modification of the environmental effects (significant decrease in S stock). 91

94 A TALAJERŐ-GAZDÁLKODÁS JAVÍTÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI CENTERI CSABA Szent István Egyetem, Környezet és Tájgazdálkodási Intézet, Természetvédelmi és Tájökológiai Tanszék 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Összefoglalás Az egyik leggyakrabban hangoztatott tény a hazai talajokkal kapcsolatban, hogy a talaj hazánk egyik legfontosabb, feltételesen megújítható természeti erőforrása. Az erőforrás védelmére fordított figyelem ugyanakkor nem áll arányban annak fontosságával. Az intenzív mezőgazdálkodás következtében gyakran szenved csorbát a Stefanovits-féle talajvédelmi tízparancsolat. Sok hazai és külföldi szakember megállapította, hogy már elegendő tudás áll rendelkezésünkre a megfelelő talajvédelmi eljárások vagy éppen a tápanyag-gazdálkodás megtervezéséhez, valamint a talajpusztító folyamatok kiküszöböléséhez, a gyakorlati megvalósítás azonban várat magára. Az 1989 előtti években nagy hangsúlyt fektettünk a mezőgazdasággal kapcsolatos kutatásokra, így a talaj és a talaj védelme is nagyobb támogatottsággal bírt. A termelőszövetkezetek jelentős támogatást kaptak a műtrágyák kijuttatására, meszezésre, szikes és savanyú talajok javítására stb. Az 1990-es évek elején azonban alaposan lecsökkent, néhol gyakorlatilag megszűnt az erre fordítható vagy fordított forrás nagysága. Ez részben a privatizációnak, illetve az azt megelőző erőltetett termelőszövetkezeti struktúra kialakításának is köszönhető volt. Mára az ország egy jelentős részén tisztázódtak a tulajdonviszonyok, és a műtrágya-felhasználás sem drámaian alacsony már. A talajerővel történő gazdálkodás egyik sarokpontja a gyakorlati talajvédelmi és talajjavítási lehetőségek megvalósítása. A talajt nyilvánvalóan a kifizetődő termelés fenntartásával kell megóvni, ugyanakkor ügyelni kell arra is, hogy a környezeti feltételeknek megfelelő tájhasználat történjen. Ez egyben azt is jelenti, hogy nem szabad minden áron, mindenhol szántó művelést folytatni. A megfelelő gazdálkodás segítheti a természet- és a környezetvédelmet, és a vidéki lakosság több lábon álló megélhetésének a megteremtését is. Ez a kézirat nem szolgálja az Élhető vidékért 2010 Környezetgazdálkodási Konferencia Talajerő-gazdálkodási szekciójának pontról pontra történő összefoglalását, inkább egy-két gondolatébresztő felvetéssel szolgál a témában, és mégis, részben kitér azokra a főbb problémakörökre, amelyek a szekció munkája során felvetődtek. Jelenleg az USLE modellel 2000-ben készített digitális országos (regionális tervezéshez) eróziós térképet, és annak felhasználási lehetőségeit mutatom be. A további felhasználási lehetőségeket példázza a parcellaszintű számítás Pilismarót környékén. A fő célkitűzés az lenne, hogy a térkép és a bemutatott módszer segítségül szolgálhasson a talaj és a tápanyagok veszteségének elkerüléséhez, a talajvédelmi tervezés megalapozásához. Kulcsszavak: talaj, erózió, talajvédelem, talajveszteség, tápanyagveszteség Bevezetés A Magyar Tudományos Akadémia megalakulása óta az akadémiai kutatóintézetek jelentős szerepet töltöttek be az állami feladatok ellátásában. Ezek közé tartozott pl.: 1. A belvízzel és árvízzel sújtott területek feltérképezése (amellyel elkerülhető lenne, hogy ezekre a területekre építési engedélyt adjon az illetékes hatóság, illetve az ezeken történő mindenáron történő intenzív gazdálkodás sem feltétlenül támogatandó). 2. A talajdegradáció különböző formáinak megjelenésének feltérképezése (amely jelentős segítség a földhasználóknak és döntéshozóknak a tájhasználat és a vetésforgók kialakításánál, a mezőgazdasági művelésre alkalmatlan területek lehatárolásánál). 92

95 3. Az ország számára jelentős haszonnal járó bányászható ásványkincsek és kőzetek előfordulásának feltérképezése stb. Jelenleg alapvetően a talajtani információkkal foglalkozunk. Nézzünk erre is néhány példát, arra vonatkozóan, hogy milyen talajjal, és annak védelmével kapcsolatos információk léteznek. Néhány ide vonatkozó példa a teljesség igénye nélkül (Várallyay, 2003): Magyarország talajainak érzékenysége, víz és/vagy szél okozta talajerózióval szemben (1: ) (Stefanovits és Duck, 1964; Stefanovits, 1992) (1. ábra); 1. ábra: Talajerózió mértéke Magyarországon (Stefanovits és Duck, 1964) Figure 1. Soil erosion in Hungary (Stefanovits és Duck, 1964) Magyarország talajainak érzékenysége szikesedéssel szemben (1: , 1: , 1:25 000) (Szabolcs et al. 1969); A hazai talajdegradáció formái és területi megjelenésük (Szabolcs és Várallyay, 1978) (2. ábra); Magyarország talajainak érzékenysége savanyodással szemben (1: , 1: , 1:25 000) (Várallyay et al. 1989); Magyarország talajainak érzékenysége fizikai degradációval tömörödéssel és szerkezetleromlással szemben (1: ) (Várallyay, 1996; Várallyay és Leszták 1990); Magyarország talajainak és felszínközeli vízkészleteinek sérülékenysége, illetve terhelhetősége bizonyos szennyező anyagokkal szemben (Kádár, 1995), Magyarország környezeti érzékenység térképe talajok szempontjából (Ángyán, 2003; Ángyán et al., 1998) (3. ábra); 93

96 2. ábra A hazai talajdegradáció formái és területi megjelenésük (Szabolcs és Várallyay, 1978) Figure 2. Soil degradation forms and actual appearance in Hungary (Szabolcs and Várallyay, 1978) 3. ábra Magyarország környezeti érzékenység térképe talajok szempontjából (Ángyán, 2003; Ángyán et al., 1998) Figure 3. Environmental sensitivity map of Hungary from pedological point of view (Ángyán, 2003; Ángyán et al., 1998) 94

97 Magyarország talajainak (területeinek) érzékenysége szélsőséges vízháztartási helyzetekkel (árvíz; belvíz; túl nedves talajállapot; szárazság, aszály) szemben (Várallyay, 2001); Magyarországi területek talajainak érzékenysége különböző tápanyagterheléssel szemben (nitrát, foszfor stb.) (Flachner et al. 2002); Magyarországi talajok szennyező anyagokkal történő terhelhetősége (potenciálisan káros elemre vonatkozó specifikus terhelhetőség határértékek. A fentiekhez hasonló elemzések állnak rendelkezésre a Talajvédelmi Információs és Monitoring rendszer (Marth és Karkalik, 2004) terepi vizsgálatai alapján is. Anyag és módszer Az eddig ismertetett térképek jól példázzák, hogy milyen sokrétű információ birtokában vagyunk. Mégis, sok terepi mérés már legalább 40 éves, és országos szintű elemzés friss információk alapján meglehetősen ritka. A cikkben éppen ezért az USLE modell egész Magyarország területére 2000-ben elkészített térképét szeretném ismertetni. A modell régóta ismert, egyenlete a következő: A = R*K*L*S*C*P, ahol A = az átlagos éves talajveszteség egységnyi területen (t*ha -1 *év -1 ); R = az esőtényező (erozivitás), a helyileg várható záporok erózió-potenciálja megművelt, de bevetetlen talajon (MJ*mm*ha -1 *h -1 *év -1 ) (Forrás a számításhoz: Thyll erozivitás index térképe); K = a talaj erodálhatóságát kifejező tényező (t*ha*h*ha -1 *MJ -1 *mm -1 ) (Forrás a számításhoz: Agrotopográfiai térkép, 1: ); L = a lejtőhosszúság tényezője, a talajveszteség aránya a 22,13 m hosszúságú lejtőhöz viszonyítva (viszonyszám) (Forrás a számításhoz: Magyarország, DTM, 1: ); S = a lejtőhajlás tényezője, a talajveszteség aránya 9%-os lejtőhöz viszonyítva (viszonyszám) (Forrás a számításhoz: Magyarország, DTM, 1: ); C = a növénytermesztés és gazdálkodás tényezője, a talajveszteség aránya a különböző talajfedettség és gazdálkodásmód esetén a fekete ugaréhoz viszonyítva (viszonyszám) (Forrás a számításhoz: Corine Land Cover, 1: ); P = a talajvédelmi eljárások tényezője, a talajveszteség aránya vízszintes, sávos vagy teraszos művelés esetén a lejtőirányú műveléshez viszonyítva (viszonyszám) (ilyen térkép nem áll rendelkezésre Magyarországra vonatkozóan, vagy azt is mondhatjuk, hogy ritka az olyan terület, ahol talajvédelmi beavatkozás van és megjeleníthető 1: es méretarányban) (Centeri, 2002). A modell segítségével lehetőség nyílik arra, hogy a gazdálkodó a saját területére kiszámítsa a talajveszteség értékét, mégpedig különböző felszínborításokra, vagy akár vetésforgókra vonatkozóan is. Ezt egy kisebb területre vonatkozóan szeretném bemutatni pilismaróti mérések alapján. 5 területről vettem talajmintát, 3 minta Pilismarót és Dömös között található szántóföldről származik, míg egy minta a Pilismarót és Esztergom között elhelyezkedő párhuzamos lejtős területről. A mintaterületek kiválasztásának szempontjai a következők voltak: 1. A terület szántó művelés alatt álljon. 2. A lejtés kb. 5 és 12 % között legyen. 3. Legyen lehetőség különböző haszonnövények egymás melletti vizsgálatára. 4. A talajtípusok essenek ugyanabba a főtípusba. A vizsgált területeim lejtős területek voltak, amelyeknek a felső, a középső és az alsó harmadát vizsgáltam (továbbiakban: LFH = Lejtő Felső Harmada, LKH = Lejtő Középső Harmada, LAH = Lejtő Alsó Harmada). A lejtőharmadok felosztása a Talajvédelmi Információs és Monitoring rendszer (Várallyay et al., 1995; Marth és Karkalik, 2004) módszertana alapján történt. 95

98 A talajminták előkészítését és a laboratóriumi vizsgálatokat Buzás (1988, 1993) talaj- és agrokémiai vizsgálati módszerkönyvei alapján a SZIE-KTI Természetvédelmi és Tájökológiai Tanszék Talajtani, Víztani és Növénytani Laboratóriumában végeztem. Az Arany-féle kötöttség mérése fonálpróbával, a ph mérése elektrometriás módszerrel, a CaCO 3 mérése Scheibler-féle kalciméterrel, a humusz mérése Tyurin-féle módszerrel, az ammónium-laktát oldható P 2 O 5 és K 2 O mérése pedig Filep (1999) módszerével történt. Az egyenlet segítségével, a bemeneti paramétereket (1. táblázat) részben a helyszínen mérve (L és S tényező), részben a modell útmutatóját használva, manuálisan számoltam ki a talajveszteséget. A bemeneti paraméterek egy része (C és P tényező) a gazdálkodó által is megváltoztatható, így ő maga is befolyásolhatja az erózió mértékét ezeken keresztül. A talajveszteség értékeket a talaj tápanyag- és humusztartalmával kombinálva kiszámítható az is, hogy az adott talajveszteség mekkora tápanyagveszteséggel jár. A vizsgálat során erre is sort kerítettünk. Az USLE modell tényezői 1. mintaterület 2. mintaterület 3. mintaterület 4. mintaterület 5. mintaterület R tényező K tényező 0,0381 0,0097 0,0097 0,0381 0,0381 L tényező 2,61 2,61 2,61 3,01 3,01 S tényező 1,17 1,17 1,17 1,35 1,35 C tényező 0,25 0,25 0,1 0,1 0,5 P tényező táblázat. Bemeneti paraméterek az USLE modell használatához Table 2. Input parameters for using the USLE model A táblázatban a 2 éves visszatérési gyakoriságú csapadékok R-tényezői láthatók. Ezen kívül számításokat végeztem 4 (R=1050), 7 (R=1240), 10 (R=1500) illetve 20 (R=1900) éves visszatérési gyakoriságú csapadékokkal is, amely minden mintaterület esetében megegyezik. Eredmények Az USLE modellel történő számítás eredménye az ország egész területére vonatkozó talajveszteség térkép (4. ábra). A szántóföldeken mindenhol kukorica növényre készült a modellezés. A többi felszínborítás típus mind a saját értékét kapta (pl. lombos erdő, tűlevelű erdő stb.). Fontos megjegyezni, hogy az USLE modell nem alkalmas a szedimentáció becslésére, a szedimentált területek a talajtípusok alapján lettek kijelölve (pl. nyers és humuszos öntéstalajok, öntés réti talajok, lápos réti talajok stb.). A területi statisztikát a 3. táblázat mutatja be. Az Európai Unió Soil Thematic Strategy, TWG Soil Erosion, Task 4. Measures and policy instruments to address soil erosion: prevention and remediation, 4.1. Measures to combat soil erosion projekt keretében elkészült hazánk vízerózió által okozott humuszveszteség térképe (5. ábra). A térkép készítésének alapjául az USLE modellel készített talajveszteség térkép és az Agrotopográfiai térkép segítségével készült szervesanyag-tartalom térkép szolgált. 96

99 4. ábra Magyarország talajveszteség térképe (Centeri és Pataki, 2000; Pataki 2000) Figure 4. Soil loss map of Hungary (Centeri és Pataki, 2000; Pataki 2000) 5. ábra Magyarország szervesanyag-veszteség térképe Figure 5. Soil organic matter loss of Hungary 97

100 Magyarország területének 98,6 %-a a 0-1 t * ha-1 * év-1 szervesanyag-veszteség kategóriába tartozik. Talajveszteség (t * ha -1 * év -1 ) Terület (ha) Terület (%) , , ,45 Talajfelszín* Szedimentált területek, települések és felszíni ,41 Az ország területe *szedimentált területek, települések és felszíni vizek nélkül 3. táblázat Talajveszteség kategóriák és a hozzájuk tartozó terület nagysága kukoricával történő modellezés esetén a szántóföldeken egész Magyarországra vonatkozóan Table 3. The soil loss categories and their distribution in case of corn on arable lands for the whole area of Hungary Az országos modellezés után nézzünk egy részletesebb, kisebb területre vonatkozó talaj- és tápanyagveszteség számítást. A pilismaróti területek talaj és tápanyagveszteségének modellezése az USLE modellel Az Egyetemes Talajvesztési Egyenlet (USLE) segítségével kiszámoltam a mintaterületek talajveszteségeinek az értékeit (t ha -1 év -1 ). Az alapvető talajtani paraméterek laboratóriumi elemzése lehetőséget adott arra, hogy az eróziós talajveszteségből kiszámítsam a tápanyagok (K 2 O, P 2 O 5 ), valamint a humusztartalom-veszteséget is (4 6. táblázat). A 4. táblázat a talaj K 2 O-tartalmát, a talajveszteség és az azzal együtt elhordódó K 2 O-veszteség mértékét mutatja az öt vizsgált mintaterületen. Mintaterületek Talajveszteség (t ha -1 év -1 ) Átlagos K 2 O-tartalom (mg kg -1 ) K 2 O-veszteség (kg ha -1 ) 1. mintaterület 23,93 185,73 4,45 2. mintaterület 6,10 195,93 1,19 3. mintaterület 2,44 183,13 0,44 4. mintaterület 12, ,31 5. mintaterület 63,86 179,33 11,45 4. táblázat. Az USLE egyenlet alapján számított talajveszteség értékek, valamint a talajveszteség értékek és a talaj K 2 O tartalma alapján számított K 2 O veszteségek értékei Table 4. Soil loss values calculated with USLE and K 2 O loss calculations based on the soil loss values and the K 2 O content of the examined soil Az 5. táblázat a talaj P 2 O 5 -tartalmát, a talajveszteség és az azzal együtt elhordódó P 2 O 5 - veszteség mértékét mutatja. Mivel az 5 terület el a talaj foszfortartalma nem volt túlságosan nagy, illetve mivel a talajveszteség mértéke csak az 5. számú mintaterületen volt viszonylag magas (63,86 t ha -1 év -1 ), ezért a foszforveszteség sem volt túlságosan nagy, a legnagyobb érték 3,02 kg ha -1 volt. A 6. táblázat a talaj szervesanyag-tartalmát, az USLE egyenlet alapján számított talajveszteség értékeket, valamint az azzal elhordódó szerves anyag mennyiségét mutatja be. Itt már egy kicsit nagyobb a talaj szerves anyagát érintő veszteség, szemben a korábban kiszámolt foszforveszteséggel. A 63,86 t talaj elvesztésével, ha abban 1,57% humusz van, az kivédhetetlenül több mint egy tonna szervesanyag-veszteséggel jár. 98

101 Mintaterületek Talajveszteség (t ha -1 év -1 ) Átlagos P 2 O 5 -tartalom (mg kg -1 ) P 2 O 5 -veszteség (kg ha -1 ) 1. mintaterület 23,93 75,43 1,81 2. mintaterület 6,10 100,76 0,61 3. mintaterület 2,44 68,16 0,16 4. mintaterület 12,77 50,4 0,64 5. mintaterület 63,86 47,4 3,02 5. táblázat. Az USLE egyenlet alapján számított talajveszteség értékek, valamint a talajveszteség értékek és a talaj P 2 O 5 -tartalma alapján számított P 2 O 5 -veszteségek értékei Table 5. Soil loss values calculated with USLE and P 2 O 5 loss calculations based on the soil loss values and the P 2 O 5 content of the examined soil Átlagos szervesanyagtartaloveszteség Szervesanyag- Talajveszteség Mintaterületek (t ha -1 év -1 ) (%) (kg ha -1 ) 1. mintaterület 23,93 1,35 323,94 2. mintaterület 6,10 1,49 91,02 3. mintaterület 2,44 1,47 35,91 4. mintaterület 12,77 1,38 176,3 5. mintaterület 63,86 1, ,63 6. táblázat. Az USLE egyenlet alapján számított talajveszteség értékek, valamint a talajveszteség értékek és a talaj SOM-tartalma alapján számított SOM-veszteségek értékei Table 6. Soil loss values calculated with USLE and SOM loss calculations based on the soil loss values and the SOM content of the examined soil A humusz az egyik legértékesebb talajalkotó, így ilyen mértékű veszteségét nem engedheti meg magának egyetlen gazdálkodó sem. Megvitatás A hazai helyzetet tekintve megállapíthatjuk, hogy hazánk talajtani adatbázisokkal és térképekkel kiválóan ellátott! A kor követelményeinek megfelelő Talajvédelmi Információs és Monitoring rendszer alaposan átgondolt, és fontos adatokat szolgáltathatna, azonban akadozva működött az elmúlt közel két évtizedben, és az eróziót mérő helyszínek száma is igen alacsony (összesen 18). Az alkalmazott USLE eróziós modell alkalmas a talaj- és tápanyagveszteségek kiszámítására, ami fontos adatokat szolgáltathat azoknak a gazdálkodóknak, akik a talaj- és tápanyagveszteségek mennyiségét csökkenteni akarják. Irodalom Ángyán J. 2003: A környezet- és tájgazdálkodás agroökológiai, földhasználati alapozása (Magyarország integrált földhasználati zónarendszerének kialakítása), MTA doktori értekezés, Gödöllő, kézirat. 134 p. Ángyán J., Fésűs I., Németh T., Podmaniczky L., Tar F. (szerk.) 1998: Magyarország földhasználati zónarendszerének kidolgozása a mezőgazdasági EU-csatlakozási tárgyalások megalapozásához. Alapozó modellvizsgálatok III. Készült: az FM Agrárkörnyezeti, Erdészeti, Biogazdálkodási és Vadgazdálkodási EU Harmonizációs Munkacsoport megbízása alapján, Gödöllő. 78 p. Buzás I. 1993: Talaj és agrokémiai vizsgálati módszerkönyv 1. INDA 4231 Kiadó, Budapest. 357 p. Buzás I. 1988: Talaj és agrokémiai vizsgálati módszerkönyv 2. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 243 p. 99

102 Centeri, Cs. 2002: Az általános talajveszteség becslési egyenlet (USLE) K tényezőjének vizsgálata. Ph. D. értekezés, Szent István Egyetem, Gödöllő. 162 p. Centeri, Cs., Pataki, R. (2000): Erosion map of Hungary. Proceedings of the Conference on Environmental Management of the Rural Landscape in Central and Eastern Europe. p Filep Gy. 1999: Talajtani alapismeretek. I-II. DATE Egyetemi jegyzet. Flachner Zs., Németh, T., Tóth, R. (szerk.) 2002: A légszennyezés környezeti hatásainak elemzése és elméleti háttér. KÖM-MTA, Budapest. Kertész, Á., Centeri, Cs. 2006: Hungary. In: Boardman, J., Poesen, J. (eds) Soil erosion in Europe. John Wiley & Sons, Ltd, London. p Marth, P., Karkalik, A. 2004: A Talajvédelmi Információs és Monitoring (TIM) rendszer módszertana, működése, informatikai rendszere. Budapest. 29 p. (www.kep.taki.iif.hu/file/talaj_marth.doc elérés: ) Pataki, R. 2000: Talajerózió modellezése térinformatikai módszerekkel. Diploma Dolgozat, Gödöllő, 61 p.stefanovits, P. 1992: Talajtan. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Stefanovits, P., Duck, T Talajpusztulás Magyarországon. OMMI Budapest. Várallyay, Gy. 1989: Soil degradation processes and their control in Hungary. Land Degradation and Rehabilitation, 1: Várallyay, Gy. 1996: Magyarország talajainak érzékenysége szerkezetleromlásra és tömörödésre. Környezet- és Tájgazdálkodási Füzetek, 2: Várallyay, Gy. 1996: Magyarország talajainak érzékenysége szerkezetleromlásra és tömörödésre. Környezet- és Tájgazdálkodási Füzetek, 2: Várallyay, Gy. 2003: A talajok környezeti érzékenységének értékelése. Tájökológiai Lapok, 1(1): Várallyay, Gy., Leszták, M. 1990: Susceptibility of soils to physical degradation in Hungary. Soil Technology, 3: Várallyai Gy., Hartyányi M., Marth P., Molnár E., Podmaniczky G., Szabados I., Kele G. 1995: Talajvédelmi Információs és Monitoring Rendszer 1. kötet, Módszertan. Földművelésügyi Minisztérium, Budapest. Abstract POSSIBILITIES OF IMPROVING THE MANAGEMENT OF NUTRIENT PROVIDING CAPACITIES CSABA CENTERI Szent István University, Inst. Of Enviromental and Landscape Ecology, Dept. Of Nature Conservation and Landscape Ecology 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., One of the most often repeated facts about Hungarian soils is that soil is one of the most important, conditionally renewable natural resources of Hungary. The attention towards its protection is not proportional with its importance. Due to intensive farming the ten commandments of Stefanovits often suffers from neglecting. Numerous Hungarian and foreign scientists have stated that we have enough knowledge to plan sufficient soil protection measures or fertilization and to avoid soil protection processes; however its practical introduction is awaited. Before 1989 we laid big emphasis on agriculture related researches thus for soil and soil protection had bigger attention. Cooperatives received tremendous subsidies for fertilizing, liming, improving salty or acid soils etc. At the beginning of the 1990 s these sources reduced and sometimes ceased. This is party due to privatization, and partly its antecedent forced creation of the cooperative structure. Until today most 100

103 of the owner structure of Hungary is cleared and fertilizer use is not dramatically low any more. One of the crucial points of the management with soil resources is the making of practical soil protection and soil improvement. Soil obviously has to be protected with the maintenance of the economically viable production but attention towards environmentally wise land use has to be paid. This also means that the production at any price and arable land everywhere should not be forced. Good farming can help nature conservation and environmental protection and the foundation of livelihood on more pillars for the rural population. This article does not want to summarize the Soil resource management section of the For a viable countryside 2010 Environmental Management Conference point by point but rather to provide some thoughts-provoking ideas in the subject and still, partly sidetrack on main problematic issues mentioned during the work of the section. Detailed description of the section s problematic issues can be read in the next articles. In the present article I wish to introduce the digital, national (regional problems and planning) soil erosion map prepared with USLE model of Hungary from 2000 and its possible uses. Further possibilities of use are introduced with the parcel size calculations near Pilismarót. The main objective is that the map and the introduced map should serve as a tool to avoid soil and nutrient loss and the help soil protection plans. 101

104 Vízkészlet-gazdálkodás szekció 102

105 SÍKVIDÉKI TERÜLETEINK BELVÍZPROBLÉMÁI, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A ÉVI TAPASZTALATOKRA PÁLFAI IMRE Alsó-Tisza vidéki Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság 6720 Szeged, Stefánia 4., Összefoglalás Magyarország síkvidéki területeinek sajátos természeti jelensége a belvíz, mely egyes években nagy területeket önt el, és súlyos károkat okoz ben rendkívüli belvízhelyzet alakult ki az Alföldön és a Dunántúlon egyaránt. Bár a téli-koratavaszi időszakban is hatalmas terület ( hektár) került víz alá, az igazi meglepetést és rendkívüliséget a későtavaszi-nyári belvíz okozta, mely hektárt borított el. A évihez mérhető téli-koratavaszi belvíz átlagosan öt-hat évenként fordul elő, az idei későtavaszi-nyári belvíz átlagos visszatérési ideje viszont negyven év. Ennél súlyosabb nyári belvíz utoljára 1940-ben fordult elő! A évi összes elöntés, mivel a belvíz tavasszal és nyáron nem egészen ugyanott keletkezett, mintegy hektárra tehető. Az elöntések több mint fele szántó-, ezen belül nagyobb részt vetésterületet sújtott. A téli-koratavaszi belvizet a kiadós előkészítő csapadékok után esőkkel kísért hóolvadás, a későtavaszi-nyári belvizet a több hullámban ismétlődő rendkívül heves májusi-júniusi esőzés váltotta ki, elhúzódását szeptemberig az ugyancsak csapadékos júliusi-augusztusi időjárás okozta. A Kárpát-medencében a következő néhány évtizedben várható regionális éghajlatváltozás hatására, bár a vizsgálatok határozott melegedést és éves átlagban mérsékelt csapadékcsökkenést prognosztizálnak, a belvízképződés éghajlati feltételei lényegesen nem fognak változni mivel a nagycsapadékos napok száma valószínűleg növekedni fog, s e miatt elsősorban a nyári időszakban a helyzet kedvezőtlenebbé is válhat. A belvízi kockázat csökkentése érdekében a belvízvédelmi rendszerek régóta halogatott felújítása, esetenként jelentős fejlesztése javasolható, mégpedig a mezőgazdaságiüzemi (meliorációs), a települési és a nagytérségi feladatok tudományosan megalapozott és összehangolt stratégiai programja alapján. Kulcsszavak: belvíz-elöntés, csapadék, vízelvezetés, éghajlatváltozás Bevezetés Magyarország területének kb. fele síkvidéki jellegű. E területek sajátos természeti jelensége a belvíz, mely egyes években nagy területeket önt el, és súlyos károkat okoz a mezőgazdaságban, de a települések belterületén, a közlekedési hálózatban és egyéb infrastrukturális létesítményekben is ben rendkívüli belvízhelyzet alakult ki Magyarországon, legfőképp ahogy általában lenni szokott az Alföldön, de most a Dunántúl is szokatlanul sokat szenvedett a belvíztől. Ebben az évben téli-tavaszi és súlyos nyári belvíz is kialakult. A környezetvédelmi és vízügyi igazgatóságokon fölmért, a Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság által összesített elöntési adatok (1. ábra) azt mutatják, hogy a téli-tavaszi időszakban három belvízhullám alakult ki, melyek közül a hóolvadásból és egyidejű esőzésből kialakuló középső árhullám volt a legnagyobb: ez március 1-én tetőzött, amikor egyidejűleg 175 ezer hektár volt víz alatt. A nyári belvízi elöntések május közepén egy mediterrán ciklon (Zsófia) által keltett intenzív esőzések nyomán ugrásszerűen alakultak ki. Az egyre növekvő vízborított terület némi visszaesés után május végén és június legelején egy újabb ciklon (Angéla) meg-megújuló esőzései következtében június 4-5-én tetőzött, amikor egyidejűleg 223 ezer hektárt borított belvíz. Az ezt követő apadási hullám kisebb emelkedőkkel tarkítva szeptemberig elhúzódott. 103

106 1. ábra A belvízzel elöntött terület naponkénti változása Magyarországon január 1. július 14. között (Adatforrás: VKKI) Figure 1. Daily change of area affected by water logging in Hungary (1 st of January 14 th of July, 2010 (Source: Central Directorate for Water and Environment) A június végéig elvezetett vízmennyiség összesen mintegy 3 milliárd m 3 volt, melynek kb. felét a folyókon levonuló árhullámok miatt szivattyúsan kellett a folyókba emelni. Az összegyűlt belvíznek kevesebb, mint 10 %-át lehetett tározókban elhelyezni. A mezőgazdasági területeken kívül a települések belterületén is keletkeztek belvízi elöntések. A belterületek mentesítése céljából június elején 133 önkormányzat rendelt el belvíz-védekezési készültséget (Iványi, 2010). Az idei téli-tavaszi belvíz előkészítő csapadékának tekinthetjük a év utolsó három hónapjának kiadós csapadékait, amelyek mintegy kiegyensúlyozták a évi száraz nyár csapadékhiányát, és jórészt telítették a talajt. A kiváltó csapadék a 2010 januárjában és februárjában a cm vastag hóban tárolt vízkészletből és az olvadással egyidejű csapadékból tevődött össze (VITUKI ATIKÖVIZIG, 2009/2010). A nyári belvizet ez az igen nedves téli-tavaszi időszak készítette elő, és a május közepétől június elejéig több hullámban érkező nagy intenzitású, az ország jelentős részére kiterjedő esők váltották ki. A novembertől augusztusig terjedő időszak havi csapadékösszegeinek sokévi átlagát és 2009/2010. évi értékeit, valamint a köztük lévő eltéréseket Magyarország síkvidéki területére vonatkozóan mintegy 50 meteorológiai állomás adataiból számítva az 1. táblázatban közöljük. Látható, hogy a vizsgált időszakban március kivételével minden hónapban a sokévi átlagnál több csapadék hullott. Különösen kiugró a május havi 168 mm-es összeg, mely az elmúlt 110 évben a legnagyobb. A májusi időjárás rendkívüliségét tovább növelte, hogy június legelső napjaiban is folytatódott az intenzív csapadéktevékenység: e hónap első három napján síkvidéki területeinken országos átlagban mintegy 30 mm csapadék hullott. E nagy esők olyan időszakban hullottak, amikor a talajból és a növényzeten keresztül még nem tudott annyi víz elpárologni, mint később, a nyár derekán, így sok helyen káros vízborítás keletkezett. Ráadásul a növényzet e korai fejlődési fázisban kevésbé tűri a tartós vízborítást, mint később. A nagy mennyiségű megelőző csapadék nemcsak a felső talajrétegek telítődését idézte elő, de bizonyos idő eltolódással a talajvízszint jelentős emelkedéséhez is hozzájárult. Pl. Hódmezővásárhely térségében 2009 novemberétől 2010 júniusáig kb. 2 métert emelkedett a talajvíz szintje, s júniusban már közel 1 méterrel a sokévi átlagos szint fölött volt (2. táblázat). A szokatlanul magas nyári talajvízszint nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a belvízi elöntések tartósan fennmaradjanak, s ez a körülmény nehezítette, helyenként lehetetlenné tette a víztelenítési és az agrotechnikai munkálatokat. A nyár végéig a talajvíz szintje alig csökkent. 104

107 Hónap Havi csapadékösszeg Havi csapadékösszeg Eltérés sokévi átlaga (mm) 2009/2010-ben (mm) (mm) November December Január Február Március Április Május Június Július Augusztus Összesen: táblázat A havi csapadékösszeg sokévi átlagai, 2009/2010. évi értékei és az eltérések Magyarország síkvidéki területén novembertől augusztusig (Adatforrás: OMSZ) Table 1. Multiyear averages of the monthly precipitation sums, its values in 2009/2010. and alterations on the lowlands of Hungary from November to August (Source: Hungarian Meteorological Service) Hónap Havi közepes talajvízszint a terep alatt Eltérés Sokévi átlag (cm) 2009/2010 (cm) (cm) November December Január Február Március Április Május Június Július Augusztus táblázat A havi közepes talajvízszint sokévi átlagai, 2009/2010. évi értékei és az eltérések a hódmezővásárhelyi sz. észlelőkútban novembertől augusztusig (Adatforrás: ATIKÖVIZIG) Table 2. Multiyear averages of monthly medium soil water level, values of year 2009/2010. and alterations in the monitoring well No of Hódmezővásárhely from November to August (Source: Regional Directorate of Water and Environment) Az elöntések zöme, amint az általában lenni szokott, a legnagyobb síkvidéki területtel rendelkező és belvízzel leginkább veszélyeztetett Tisza-völgyi igazgatóságok területén alakult ki. Az évszakos elöntési maximumok közül a legtöbb igazgatóságnál a nyári maximum a nagyobb, de néhány esetben, pl. a Közép-Tisza és a Körösök vidékén, a téli-tavaszi időszakban volt több az elöntés (3. táblázat). Ha az adatokat az igazgatóságonkénti nagyobb értéket választva adjuk össze. Ilyen módon az elöntött összes terület hektárra adódik. Az év folyamán víz alatt volt összes terület föltehetően még ennél is nagyobb lehetett, mivel az egyes belvízhullámokban kialakult elöntések nem föltétlenül fedték le egymást. Ezért a 2010-ben (szeptember 20-ig) Magyarország belvízvédelmi rendszereiben a belvízzel elöntött összes terület mintegy 280 ezer hektárra becsülhető. Ehhez még hozzá kellene adni, ha ismernénk a belvízrendszereken kívüli, a kisvízfolyások vízgyűjtőjén kialakult elöntéseket is. 105

108 KÖVIZIG Téli-tavaszi elöntés (ha) Nyári elöntés (ha) Észak-Dunántúli (Győr) Közép-Duna völgyi (Budapest) Alsó-Duna vidéki (Baja) Közép-Dunántúli (Székesfehérvár) Dél-Dunántúli (Pécs) Nyugat-Dunántúli (Szombathely) Felső-Tisza vidéki (Nyíregyháza) Észak-Magyarországi (Miskolc) Tiszántúli (Debrecen) Közép-Tisza vidéki (Szolnok) Alsó-Tisza vidéki (Szeged) Körös vidéki (Gyula) Összesen: táblázat A évi téli-tavaszi és nyári belvízelöntési maximumok KÖVIZIG-enként (Adatforrás: VKKI) Table 3. Water logging maximums of winter/spring and summer of 2010 by regional Environment and Water Authorities (Source: Central Directorate for Water and Environment) Az egyes belvízrendszerekben (ezek általában km² nagyságú síkvidéki vízgyűjtőegységek) a rendszer vízgyűjtő területéhez viszonyított maximális belvízelöntés nagy változatosságot mutat. Ez az arány a február-márciusi és a május-júniusi időszakban általában 2,5 10 %-ot ért el, de több Tisza-völgyi belvízrendszernél (Bodrogközi, Taktaközi, Karcagi, Kurcai, Maros bal parti stb.) 10 % feletti, míg a dunántúli és néhány Duna-Tisza közi rendszereknél 2,5 % alatti értékekkel találkozunk (VITUKI ATIKÖVIZIG, 2009/2010). Ha a belvízzel elöntött terület kiterjedését nem a teljes vízgyűjtő területhez, hanem annak mezőgazdaságilag művelt részéhez viszonyítjuk, akkor az előző százalékos értékek közel kétszeresével számolhatunk. A belvízi elöntés területi eloszlásának vizsgálatához kapcsolódva a 2. ábrán a november február 28. közötti négy hónapos időszak csapadékösszegének területi eloszlását, a 3. ábrán pedig a május 4. június 3. közötti 31 napban lehullott csapadék területi eloszlását mutatjuk be. 2. ábra A november február 28. közötti csapadékösszeg területi eloszlása (Adatforrás: OMSZ) Figure 2. Areal distribution of precipitation maximums between 1 st of November and 28 th of February 2009 (Source: Hungarian Meteorological Service) 106

109 3. ábra A május 4. június 3. között lehullott csapadék területi eloszlása (Adatforrás: OMSZ) Figure 3. Areal distribution of precipitation between the 4 th of May and 3 rd of Jun 2010 (Source: Hungarian Meteorological Service) A két ábra, a Közép-Tisza vidék keleti része és a Körös vidék kivételével, meglepő hasonlóságot mutat, vagyis a május-júniusi rendkívüli nagy csapadék nagyjából ugyanazokban a térségekben hullott le, mint a november-februári csapadék. Feltűnő, hogy a késő tavaszi-kora nyári 31 napos időszak alatt Észak-Magyarországon és a Dunántúl délkeleti, valamint a Duna-Tisza köze délnyugati részén ugyanannyi csapadék (250 mm-nél is több!) hullott, mint a négyhónapos télitavaszi időszakban. A évi belvízi elöntések és belvízkárok területi eloszlásának elemzésekor a csapadéktérképek mellett az úgynevezett belvíz-veszélyeztetettségi térképet is érdemes szemügyre venni és a csapadékeloszlással összevetni. 4. ábra Magyarország belvíz-veszélyeztetettségi térképe és az 550 mm-nél nagyobb csapadékösszegű terület november június 30. között (Adatforrás: OMSZ) Figure 4. Water logging danger map of Hungary and areas with more than 550 mm sum of precipitation between 1 st of November and the 30 th of June (Source: Hungarian Meteorological Service) 107

110 A 4. ábrán közölt belvíz-veszélyeztetettségi térképen azt a leginkább csapadékos zónát tüntettük fel sraffozással, ahol a november június 30. közötti 8 hónapos csapadékösszeg 550 mm feletti volt. Ez a nagy mennyiségű csapadék jórészt lefedi Magyarország síkvidéki, belvízzel különböző mértékben veszélyeztetett területeit, de kimarad belőle a Kisalföld jelentős része és a Tiszántúl északkeleti és délkeleti részének egy-egy része, bár az említett tájak is igen csapadékosak voltak. A legtöbb csapadékot (650 mm-nél is többet) a szóban lévő időszakban Észak- Magyarországon, valamint a Dunántúl délkeleti részén és a Duna-Tisza köze délnyugati részén mérték, tehát olyan területeken, amelyek zömében nem tartoznak a belvízzel leginkább veszélyeztetett térségek közé. Ha a legcsapadékosabb zóna valamivel keletebbre húzódott volna, akkor összességében még nagyobb belvízi elöntés alakul ki. Az 5. ábrán bemutatjuk a téli-tavaszi és a nyári belvízi elöntés közötti ötven éves országos adatsorát. 5. ábra A téli-tavaszi és a nyári belvízi elöntés Magyarországon között Figure 5. Water logging of winter/spring and summer in Hungary between Szembeötlő, hogy a téli-tavaszi belvíz sokkal gyakoribb és általában nagyobb területet önt el, mint a nyári. A vizsgált időszakban pl hektárnál nagyobb téli-tavaszi elöntések a következő években fordultak elő: 1963, 1965, 1966, 1967, 1969, 1970, 1971, 1977, 1979, 1981, 1985, 1986, 1999, 2000, 2003, 2005, 2006 és 2010, míg a hasonló nagyságrendű nyári belvizek 108

111 évei: 1965, 1970, 1975, 1980, 2006 és A fölsorolásból láthatjuk, hogy 1965-ben, 1970-ben, 2006-ban és 2010-ben téli-tavaszi és nyári belvíz egyaránt volt. A téli-tavaszi belvizek közül hektárnál is nagyobb elöntést okozott az 1966., az 1967., az 1970., az 1979., az 1999., a és a évi belvíz, a nyáriak közül viszont ezt a határt csak a évi lépte túl! Az ötven éves adatsorral elvégzett eloszlás-vizsgálatok alapján azt mondhatjuk, hogy a évi hektáros téli-tavaszi belvíz előfordulási valószínűsége 18 %, azaz átlagos visszatérési ideje öt-hat év, míg a hektáros nyári belvízé kb. 2,5 %, vagyis átlagosan negyven évenként fordul elő, tehát rendkívülinek minősíthető! Ezt alátámasztja az is, hogy ehhez hasonló méretű nyári belvíz hazánkban a 20. században csak egyszer: 1940-ben fordult elő (Pálfai, 2004). A évi belvíz hidrológiai értékelése kapcsán jogosan vethető föl a kérdés, hogy az éghajlatváltozás miképpen változtathatja meg Magyarországon a belvíz-viszonyokat, illetve tágabb értelemben a talaj nedvességviszonyait? Újabban egyre több jel mutat arra, hogy a Kárpát-medencében néhány éghajlati paraméternek, így a 20 mm-nél nagyobb csapadékú napok számának is növekvő a tendenciája, ezek a nagycsapadékok pedig leginkább a nyári hónapokban fordulnak elő. A legújabb szimulációs vizsgálatok (Bartholy et al., 2010) alapján a közötti időszakban is az ilyen jellegű szélsőségek növekedésére lehet számítani. Mindemellett az aszályok gyakorisága és erőssége is növekedhet, mert a száraz napok száma is nőni fog. A belvízi kockázat csökkentése érdekében a belvízvédelmi rendszerek régóta halogatott felújítása, esetenként jelentős fejlesztése javasolható, mégpedig a mezőgazdasági-üzemi (meliorációs), a települési és a nagytérségi feladatok tudományosan megalapozott és összehangolt stratégiai programja alapján. Irodalom Bartholy J., Pongrácz R., Torma Cs. 2010: A Kárpát-medencében re várható regionális éghajlatváltozás REGCM-szimulációk alapján. KLÍMA-21 Füzetek, 60: Iványi K. 2010: Összefoglaló tájékoztató a december június 25. közötti időszak belvízi eseményeiről. Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság. Kézirat. Pálfai I. 2004: Belvizek és aszályok Magyarországon. Hidrológiai Tanulmányok. Közlekedési Dokumentációs Kft., Budapest p. VITUKI ATIKÖVIZIG (2009/2010): Integrált Vízháztartási Tájékoztató és Előrejelzés. VITUKI Kht. Alsó-Tisza vidéki Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság, Budapest Szeged. Abstract WATER LOGGING PROBLEMS OF LOWLANDS WITH SPECIAL ATTENTION ON THE EXPERIENCES IN 2010 IMRE PÁLFAI Lower Tisza Regional Directorate for Environmental Protection and Water Management H-6720 Szeged, Stefánia 4., Hungary, Half of Hungary is lowland type. A special natural feature of these areas is water logging. In some years it covers large areas and causes serious damage to agriculture, settlements, transport network and in other infrastructure. In 2010 unusual water logging situation occurred in Hungary. Most of this situation mainly occurred on the Great Hungarian Plain as normally but this time Trans- Danubian areas also unusually suffered from water logging. However in the winter/early spring period huge areas (180,000 ha) were under water, the real surprise and extraordinary situation was caused by the late spring/early summer water logging that covered 230,000 ha. Similar to year 2010 scale water logging of winter/early spring normally occurs once in 5-6 years, but what happened 109

112 this year in late spring/summer water logging, its average return frequency is 40 years. More dramatic summer water logging last happened in 1940! The total area of water logging was 270,000 ha because spring and summer sites were not the same in More than half of the affected areas were arable land, most of them had early stage crop. The winter/early spring water logging after the abundant preparatory precipitation was caused by rains with snowmelt; the late spring/summer water logging was caused by the frequent, extremely intensive May-June rainfalls, its extension until September was caused by the equally rainy July and August weather. In the Carpathian Basin in the next few decades the expected regional climate change regardless of the examinations that prognoses definite warming and decrease of yearly average precipitation the climatic conditions causing water logging will not change significantly since the number of big precipitation days will probably increase and because if this mainly in summer periods the situation cab be less favorable. For the reduction of water logging risk the long-standing protraction of the water logging protection system has to be renewed and in some cases further developed based on the scientifically based and harmonized program of tasks for agricultural melioration, settlements and large regions. 110

113 KISVÍZFOLYÁSOK ÉS VÍZGYŰJTŐ TERÜLETEIK PROBLÉMÁI, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A VIDÉKFEJLESZTÉSRE BARDÓCZYNÉ SZÉKELY EMŐKE Szent István Egyetem, Környezet és Tájgazdálkodási intézet, Természetvédelem és Tájökológia Tanszék 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Összefoglalás A vízkészlet-gazdálkodás korszerű tervezésének jó eszközeit jelentik a vízgyűjtő-gazdálkodási tervek. Ezek azonban a vízrajzi hierarchia kisebb egységeinek, a kisvízfolyásoknak a kérdéseit csak saját léptéküknek megfelelően kezelik. Célszerű lenne, ha minden kisvízfolyásnak lenne egy, az egész vízgyűjtő területére kiterjedő, és a teljes vízgazdálkodást érintő koncepciója. A cikk a nemzetközi helyzet bemutatásával közelíti a témát, felhívja a figyelmet az árvízvédelem és az ökológia összehangolására. A gyakorlatban a terület besorolása kül- vagy belterületről van szó, már sugallja a prioritásokat. Külterületen fontos a tájba illő területhasználat megválasztása, a tulajdonviszonyok rendezése, ezután lehet szó patak-revitalizációról. Belterületen az árvízvédelem prioritását lehetőleg az élőhelyjelleg sérülése nélkül kell megvalósítani, ehhez sokszor az egyetlen eszköz a tározás a vízgyűjtő területen. Kulcsszavak: árvízvédelem, ökológiai folyosó, vízrendezési kérdések, vízhasználatok, területhasználatok Bevezetés Magyarországon sok területen kerül előtérbe a kisvízfolyásokkal és vízgyűjtő területeikkel összefüggő problémarendszer. Az érdeklődés oka változó: több helyen a belterületen a lakosság, vagy a civil szervezetek szeretnék a patakot esztétikusabbá, élőhelyhez hasonlóbbá tenni; más helyeken az ok sokkal prózaibb: az árvíz elöntötte a falu bel- és külterületét, esetleg kapcsolt módon a belvíz is megjelent. Utóbbi esetben az önkormányzat, illetve rajta keresztül a lakosság jogos igénye, hogy életét, vagyonát biztonságba helyezve, sürgősen oldják meg az árvízvédelem kérdését. A vidékfejlesztésnek tehát a vízkárelhárítás, a vízkészlet-hasznosítás, az élőhelyjelleg visszaállítása egyaránt fókuszába kerülhet, nem is beszélve arról, hogy egy komplex környezeti katasztrófa, mint a vörösiszap tározó gátszakadása az ajkai térségben, annak hatása a Torna-, Marcal vízfolyásokra hogyan befolyásolja ott a szinte nulla pontról induló fejlesztés irányát. A probléma tehát sok: a cikk szerzője több oldalról közelíti a témát, útkeresés jelleggel, elsősorban saját tapasztalataira támaszkodva. A téma megközelítésének módszere Az elvárás a kisvízfolyásokkal szemben az alábbi 3 pontban foglalható össze, ezt a három pontot mutatjuk be a cikkben esettanulmányokon keresztül. 1. Az árvízvédelem megnyugtató megoldása, különös tekintettel az együtt kezelt kül- és belterületekre. A kapcsolt kérdéskör szakmai részét a következőkben foglalhatjuk össze: csapadékvíz- és belvízrendezés, valamint az erózió kérdéseinek megoldása, együtt kezelve az egész vízgyűjtő területet, szükség esetén tározás alkalmazásával. 2. Az engedélyezett vízhasználatok kielégítése, illetve szennyvíz bevezetések rendezése (jó esetben tisztított szennyvíz bevezetések). 111

114 3. Élőhelyjelleg erősítése, ökológiai folyosó és annak átjárhatósága az élőlények számára az árvízvédelemmel is összehangolt módon. A kérdés, hogy milyen legyen a patakszakasz? lehet természet közeli, esetleg közjóléti, vagy a beépítés miatt csak mesterséges jellegű lehet, hiszen a helyszűke miatt a gyors lefolyást kell elérni burkolt mederben. Hazánkban még egy kérdést vethetnek fel az idei árvíz tapasztalatok: ha egy vízgyűjtőn az árvíz vagy belvíz hosszú ideig borít szántóföldi területeket, ott megfontolandó a területhasználatváltás kérdése (pl. kisvízfolyás hajdani árterén javasolható a rét-legelő gazdálkodás). Fenti kérdések megoldásában nagyon fontos az önkormányzatok, a civil szervezetek és a vállalkozók összefogása. Árvízvédelem: nemzetközi kitekintés Esettanulmányok a kisvízfolyások témaköréből A témát először a vízgazdálkodás oldaláról közelítjük szeptemberében, Münchenben rendezték az IFAT ENTSORGA nemzetközi, vízgazdálkodási problémákkal foglalkozó világkiállítást, melyen az idén az árvízvédelem kérdései még a szokásosnál is nagyobb szerepet játszottak. Ennek oka nyilván az átlagosnál csapadékosabb időjárás, és az ennek nyomán fellépő árvízi eseményekben keresendő. Az alábbiakban kiemelünk egy németországi példát, ahol a többször is fellépő árvizek kérdését megoldották, méghozzá a teljes vízgyűjtőre kiterjedő megoldással: tározók építésével. A Bode folyó. A Bode folyó a Harz-hegységben ered, vízgyűjtő területének nagysága 3292 km 2, összehasonlításul az Ipoly teljes vízgyűjtője 5150 km 2, ebből a magyar rész kb km 2. A tények. Az utóbbi 20 évben az adott területen a mértékadó csapadékösszegek nagysága és előfordulási gyakorisága, valamint az ezzel együtt járó árvizek indokolták, hogy a 10 év alatt elkészült teljes rendszer ma már működik, kiemelve az ábrán látható 6 tározót és szerepüket (1. ábra). Fontos szempontok: A teljes vízrendszerre terveztek, azonos súllyal belevéve a mellékágak adta lehetőségeket is. Az előtározók általában a mellékágakon helyezkednek el, csökkentve a főág terhelését, szerepet játszva a hordalékfogásban is. A klasszikus völgyzárógátas tározókon túl, a kalte Bode vízfolyáson van a kifejezett árvízcsúcs csökkentő tározó is. Két kérdés merült fel: megoldódott-e az árvízvédelem? A válasz: igen. Mi a helyzet az ökológiai állapottal? Vannak pozitívumok: nyáron, vízhiány esetén, illetve, amikor az ökológiai minimum közelében jár a vízállás, sokszor jól jönnek a tározók. Van, ahol hallépcső létesült, és nagyjából megoldja a folytonosságot, a vízfolyás átjárhatóságát az élővilág számára, de nem mindenhol. Vagyis itt prioritásnak az árvízvédelmet tekintették, és ehhez kapcsoltan hozták létre a lehetséges, ha nem is tökéletes ökológiai állapotot, a teljes vízrendszert tekintve. Az esettanulmány más földrajzi adottságokhoz kötődik, de jó példa arra, hogy sok tökéletes megoldást kereső tanulmány helyett jobb egy megvalósult, ha nem is mindenben tökéletes, de működő rendszer. Vízhasználatok és szolgáltatások A kisvízfolyások ebben a témában is több oldalról érintettek, de két nagyon fontos tényt emelnénk ki: az ökológiai minimum vízhozam, illetve ökológiai vízigény mindenkori biztosítását, valamint a szennyvízkérdést. A jelenlegi szakmai javaslat szerint az ökológiai vízigény, az a vízmennyiség és vízminőség, amely egy adott földrajzi térség valamennyi adottságához alkalmazkodó élővilág alapvető létfeltételeit korlátozás nélkül biztosítja (Aradi, 2000). Az ökológiai vízigény nem köthető kizárólag a vízterekhez, mert az átmeneti helyzetű vizes élőhelyek, sőt a szárazföldi rendszerek számára is elengedhetetlen biztosítani a megfelelő, azaz létezésüket meghatározó vízszükségletet. A patakoknál a helyzet kritikusra elsősorban a forró, nyári időszakokban fordul, amikor a patak saját száraz idejű vízhozama minimális, és sok kisvízfolyás csak a tisztított, vagy nem tisztított szennyvizekből kap utánpótlást, felvetve ezzel a 112

115 romló vízminőség kérdését. Sokszor nem engedélyezett vízhasználatok, pl. kiskertek öntözése is csökkenti a patak vízmennyiségét, tovább rontva az élővilág helyzetét. 1. ábra Tározás a Bode folyó területén Figure 1. Reservoirs in River Bode, Germany Ezzel el is érkeztünk a szennyvízkérdéshez. A kisvízfolyások sokszor kis települések, nem ritkán 2000 Le alatti települések területéhez tartoznak, így megemlítjük, hogy egy itt élő ingatlantulajdonos a szennyvízzel elvileg a következőt teheti: bekötés helyi csatornahálózatba, bekötés kistérségi rendszerbe, tárolás után tengelyen szállítás szennyvíztisztító telepre, de a víz, optimális esetben tisztított szennyvízként kerül egy befogadóba. A kisvízfolyás vízhozama szempontjából az sem közömbös, hogy saját vízgyűjtő területéről hová kerül a tisztított szennyvíz? A Dunába torkolló Rákos-patak esetében például igen nagy probléma lenne a vízmérlegben a tisztított szennyvizek nélkül. Összefoglalva: a patakok számára sok esetben az a kedvező, ha megfelelő hatásfokú szennyvíztisztítás után a bevezetett vízmennyiség a vízhozam részét képezi. Élőhelyjelleg A harmadik elvárás teljesítése sokszor a legnagyobb problémát jelenti: a patakok feleljenek meg a jó állapotú élőhelyjelleg elvárásainak. Csehországi tanulmányútja során e sorok szerzője több jó, megvalósult, monitoring rendszerrel ellátott patak revitalizációjával találkozott, de többségük a települések külterületét érintette (Bardóczyné, 2010). 113

116 Itt a tervezés a birtokviszonyok felmérésével kezdődött, és ahol a tulajdonos hajlandó volt földje egy részét az államnak eladni vagy bérbeadni, ott történt a nyomvonal kanyargóssá tétele, ahol nem, ott csak a meder szelvényen belül próbáltak tájépítész eszközökkel változatosabb élőhelyet teremteni. A tervezés kezdete tehát annak meghatározása volt, hogy milyen és mekkora területtel gazdálkodhat a tervező. Magyarországon a belterületi revitalizációs tervezések legismertebb példája a budapesti Rákos-patak, megvalósításra azonban itt sem került sor. A kisebb települések közül megemlíthetnénk Kismaros területén a Dunába torkolló Morgó- (más néven Török) patak belterületi 1 km-es szakaszának revitalizációs tervét. A konkrét ok az volt, hogy az 5 db belterületi szakaszát, közel a torkolathoz, ahol 5 db túl meredek bukó lehetetlenné teszi, hogy a védett halfajok folyásiránnyal szemben is közlekedhessenek. Erre megoldást adott volna a bukók természet közeli, kőből és rőzse fonatból történő átépítése (2. ábra). 2. ábra Surrantó természetközeli átalakítása (Morgó-patak, Kismaros) Figure 2. Nature friendly reconstruction of hopper (Morgó Creek, Kismaros, Hungary) A téma az elvi engedély szintjéig jutott, mert kapcsoltan jelentkezett a teljes vízgyűjtő árvíz-védelmének megoldása, tározással kombinálva a felső vízgyűjtő részen, ennek megtervezésére viszont már nem kerülhetett sor. Megvalósult patak-revitalizáció: Lahn-patak. Hazánkban az Őrség területén megemlíthetjük a Lahn-patak revitalizációját, amely külterületet érint. Az átépített mederszakasz szántóföldek között halad, ahogyan a fotó mutatja (3. ábra), amely az építés időszakában készült. Magyar-osztrák összefogással között Phare CBC program támogatásával megépült a Lapincs-patakon egy árapasztó vápa, melyen keresztül a Lahn-patak osztrák oldalról folyamatos l/s-os vízpótlást kap ben indult a Lapincs-Életterek összekapcsolása egy alpesipannon folyó mentén EU-LIFE osztrák-magyar közös projekt. Ennek magyar oldali célja a Lahnpatak szabályozott 10 km-es szakaszának revitalizációja. A beavatkozások megalapozására az Ökohydro Kft. készített előzetes környezeti tanulmányt, a kiviteli terveket a Solvex Kft. munkája. A projekt megvalósítását példás együttműködés keretén belül a Nyugat-dunántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság és az Őrségi Nemzeti Park Igazgatóság koordinálta. Hazánkban az Őrség területén a Lahn-patak revitalizációja, főleg külterületet érint. A koncepció szerint nem minden szakaszt változtattak, eszközök: helyenként a kanyarok visszaállítása, rézsű rendezése, fatelepítés a parton. A növényzet a mederben egyes szakaszokon marad, helyenként spontán betelepül. 114

117 3. ábra A Lahn patak kanyargóssá tett külterületi szakasza Figure 3. Re-curved section of Lahn Creek outside the settlement, Hungary 4. ábra Áramlásmódosítás a Lahn-patakon Figure 4. Current modification on Lahn Creek, Hungary A halak számára változatosabbá tették az élőhelyet a fotó szerinti (4. ábra) mederszűkítésbővítéssel, amely változatosabb sebességeloszlást és oxigénellátást is eredményez. A bemutatott példa lényege: külterületen egyszerűbb a megvalósítás, helyi építőanyag jól alkalmazható: fa, kő és megfelelő földanyag általában rendelkezésre áll. A monitoring eredménye: míg a beavatkozások előtt 1996-ban 10 halfajt írtak le a patakból, addig ben már 26 faj egyedeit sikerült azonosítanunk. A fajszám csaknem háromszorosára, az egyedsűrűség közel négyszeresére nőtt a beavatkozások hatásaként. Elsősorban a reofil (áramláskedvelő fajok) térnyerése a jellemző. Ilyen, ma már ismét jelentős számban előforduló faj, a vágócsík, kövicsík, fenékjáró küllő vagy a paduc. A kialakított élőhelyek ívóhelyként és ivadékbölcsőként szolgálnak az említett áramláskedvelő fajok számára. Az átalakított mederszakaszokon új, speciális ökológiai igényű fajok telepedtek meg. Megjelentek a Rábára jellemző fajok is. A patak halállományának gazdagodása a horgászat számára is nyereség, ugyanis benne néhány kitűnő sporthalnak számító őshonos ragadozófaj is megtelepedett. A fenti eredmények alapján a Lahn-patak rehabilitációja természetvédelmi, vízügyi és társadalmi szempontból sikeresnek mondható. (http://onp.nemzetipark.gov.hu/?pg=menu_2801) Összefoglalva: a közölt tanulmány útkereső jelleggel mutatja be a példákat a gyakorlatból: árvízvédelemre pozitív példa a Bode folyó, a kisvízfolyások vízkivételi és szennyvíz bevezetési kérdései a Rákos-patak példáján követhetőek. Hazai tervezett revitalizációra jó példa a Morgópatak, de ami követendő példa: a Lahn-patak megvalósult revitalizációja. Irodalom Aradi Cs. 2000: Különböző típusú vízterek és vizes élőhelyek természetvédelmi kezelésének gyakorlati követelményei. KSZI Kft. (Alapozó tanulmány). Budapest. Bardóczyné Sz. E. 2010: From stream revitalisation to landscape revitalisation. In: Neruda, M., Přikryl, T. (ed.): ENWAMA, Enviromental Water Management. Education and Culture Lifelong learning programme LEONARDO DA VINCI Faculty of Environment, UJEP in Ústí nad Labem p Bardóczyné Sz. E., Bardóczy L., Horváth J. 2004: Kis vízfolyások revitalizációs tervezésének kezdeti lépései a Morgó patak belterületi szakaszán (Kismaros településen). Hidrológiai Közlöny, 84(4): Őrségi Nemzeti Park Igazgatóság 2010: Élőhelyrekonstrukciós munkák. A Lahn patak rekonstrukciója. 115

118 Abstract PROBLEMS OF SMALL STEAMS AND THEIR WATERSHEDS FOCUSING ON LANDSCAPE DEVELOPMENT EMŐKE BARDÓCZYNÉ SZÉKELY Szent István University, Institute of Environmental Management, Department of Nature Conservation and Landscape Ecology H-2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Hungary, The article presents case studies on different water streams. First the advantages of reservoirs are presented on the example Bode river. The article describes then the first steps of a revitalisation project on the example stream Morgó, where the technological solution is based on fishfaunistical expert's report as well. The aim of the project was to create various habitat, the more balanced distribution of the stream bed's descent, or naturizing the already existing barrages. Then some details are presented about the research related to modifications in the morphology of water course taken place on Lahn Stream. Finally the Rákos stream counts as example for the balance of clear and drain waters. 116

119 AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁS HATÁSA A KISVÍZI LEFOLYÁSRA MÓDSZERTANI TANULMÁY A ZAGYVA PÉLDÁJÁN NOVÁKY BÉLA Szent István Egyetem, Természetvédelmi és Tájökológiai Tanszék 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Összefoglalás A kisvizek több hazai vízfolyáson növekvő tendenciát mutatnak az utóbbi évtizedekben, jóllehet az éghajlat melegedett és a csapadék csökkent. A növekvő tendencia az antropogén hatásokkal magyarázható, mint a tározók lefolyás szabályozása, a felszín alatti vizek használat utáni felszíni vizekbe vezetése. A tanulmány a Zagyva jásztelki vízgyűjtőjének hosszú idejű kisvízi lefolyás idősorát felhasználva módszertani példát mutat be a kisvízi lefolyás éghajlati és antropogén hatások szerinti szétválasztására. A kisvízi lefolyás idősora szétválasztható egy csapadéktól függő és attól független idősorra. A csapadéktól függő idősor csökkenő, a független idősor emelkedő tendenciát mutat. Ez utóbbira a tározó hatásokat figyelembe véve, elsőfajú szakadásos lépcsős függvény szerinti trendet illesztettünk, amelynek leválasztásával kapott maradék idősor véletlenszerű folyamat. A tanulmány következtetése, hogy az éghajlat következő évtizedekben folytatódó melegedése és szárazódása esetén a természetes kisvizek további csökkenése lehetséges, amit a meglévő tározók eredményesen ellensúlyozhatnak. Kulcsszavak: kisvízi lefolyás, éghajlati és antropogén hatás, a kisvízi lefolyás szétválasztása, éghajlatváltozás Bevezetés Vízfolyásainkon a vízgazdálkodás szempontjából kritikus kisvizek (hasznosítható vízkészlet, vízminőség, mederbeli vízhasználat) jellemzően a nyárvégi, őszelejei hónapokban fordulnak elő. Ennek okai elsősorban éghajlatiak: a hőmérséklet növekedése miatt növekszik a párolgás és csökken a csapadék lefolyást adó hányada. A kisvizek nagysága attól is függ, hogy milyen a vízfolyás felszíni és felszín alatti táplálásának aránya, ami főként a vízgyűjtő geológiai, talaj, domborzati adottságai szerint változik. A kisvizek alakulásában, a természeti tényezők mellett, számottevő szerepük van az antropogén eredetű hatásoknak is, így a vízgyűjtőben a területhasználat változásának, a vízrendezési és vízkészlet-gazdálkodási beavatkozásoknak, utóbbi esetében a tározásnak, átvezetésnek, a felszín alatti vizeknek a használat után felszíni vizekbe történő bevezetésének. A kisvizek legrégebbi, máig leggyakrabban használt hidrológiai jellemzői az évi kisvízhozam és az augusztusi 80%-os vízhozam. Hazai vízkészlet-gazdálkodásunk az augusztusi 80%-os, azaz sokévi átlagban a hónap napjainak 80%-ában meglévő vízhozamot tekinti hasznosítható természetes vízkészletnek, ami a mértékadó hasznosítható vízkészlet számításának is alapja. A két alapvető kisvízi jellemző mellett több további, a napi vízhozamok (és vízállások) idősorából képezhető mutatót, pl. adott vízhozamhoz (vízálláshoz) viszonyítva számított vízhiány időtartam, vízhozam- és víztömeghiány átlagos és legnagyobb értékei is javasoltak. A mutatókat, a számításuk elméleti hátterét, továbbá a matematikai statisztikai jellemzésük elméleti alapjait a IV. Országos Vízgazdálkodási Keretterv (OVH, 1984) háttéranyagául szolgáló Magyarország vizeinek műszaki-hidrológiai jellemzése. A Felső-Tisza jobb parti vízrendszere kötete (Zsuffa, 1985) részletesen bemutatják, az egyes vízfolyásokra az eredményeket a vízrendszerenként vagy vízgyűjtőnként kidolgozott további kötetek közlik (a Zagyvára pl. Nováky, 1985). 117

120 A kisvizek az elmúlt évtizedekben több vízfolyáson növekedést mutatnak (Konecsny, 2000; Szalay, 2000). A határainkon túlról érkező nagyobb alföldi vízfolyásainkon (Túr, Szamos, Kraszna, Berettyó, Körösök, Maros) a kisvizeket az 1980-as évektől kedvező változás jellemzi: növekvő minimális vízhozamok, a kisvízi időszakok csökkenő időtartama és víztömeghiánya, a kisvízi időszakok között eltelt időszak hosszának növekedése (Konecsny, 2010). A kedvező változás annak ellenére jellemző, hogy az éghajlat szárazabbá vált, a hőmérséklet emelkedése a csapadék csökkenésével párosult. A kisvizek növekedésének oka elsősorban a hasznosítható vízkészlet növelését szolgáló tudatos antropogén beavatkozások. Különösen jelentős lehet a tározás hatása. A Krasznán például a határon túli Varsolcnál épített tározó 1979-ben történt üzembe helyezését követően az évi kisvízhozam ugrásszerűen 0,86 m 3 /s-mal, közel négyszeresére emelkedett. Az ugrásszerű növekedés a hosszabb évi időszakot tekintve lineáris növekménynek felel meg (Konecsny és Sorocovshi, 1996). Vizeink járásában általában, s talán leginkább szembetűnő módon a kisvizeinkben, egyszerre vannak jelen az éghajlati és az antropogén eredetű hatások. Az utóbbi lehet magyarázat az éghajlat szárazodása és a kisvizek növekedése közötti látszólagos ellentmondásnak. Fontos tehát a kétféle eredetű hatás szétválasztása kisvizeinkben. A kétféle hatás szétválasztása lehet az első lépés a kisvizek változásának korrekt kimutatásában és okainak felderítésében. A szétválasztás szükségessége különösen indokolttá válik az éghajlatváltozás hatásainak vizsgálatában. Tanulmányunk ennek megfelelően alapvető célként tűzi ki, hogy milyen lehetőség van az éghajlati és nem-éghajlati hatások szétválasztására, majd módszertani jelleggel, előrejelzést ad a vizsgált vízfolyás kisvizében éghajlatváltozás esetén várható változásra. Anyag és módszer Vizsgálatunkat a Zagyva vízgyűjtőjére végeztük. A Zagyva a Tisza jobboldali mellékfolyója, a csaknem egészében határainkon belül elhelyezkedő vízgyűjtőjének domborzati tagoltsága jelentős, geológiai felépítése változatos. Kis kiterjedése következtében a vízgyűjtő éghajlata fő vonásaiban egységes, területi változékonysága elsősorban a domborzati tagoltsággal magyarázható. A számottevő magassági tagoltság miatt az átlagos évi csapadék nagyjából 500 és 750 mm között, az évi középhőmérséklet 7 és 10,5 C között változik. A kisvízi lefolyás vizsgálatában a Zagyva jásztelki szelvényének közötti havi lefolyás adatait használjuk fel. Az eredetileg a VITUKI adattárából származó adatok néhány korábbi kutatási jelentésünkből (Nováky és Szilágyi, 1990; Nováky, 1994) rendelkezésünkre állt. Megjegyezzük, jóllehet a lefolyás adatok a jásztelki szelvényre 1901-ig visszamenőleg is megvannak, a rövidebb időszak választása mellett azért kellett dönteni, mert a csapadék és a hőmérséklet adatai a hosszabb időszakra nem álltak rendelkezésünkre. Jelen vizsgálathoz a csapadék és hőmérséklet havi értékeit ugyancsak a korai vizsgálatainkból vettük át, és ezzel elkerülhettük a hazai meteorológiai adatok beszerzését általában jellemző nehézségeket. A Zagyva jásztelki vízgyűjtőjére a havi csapadék és középhőmérséklet területi átlagait az közötti időszakra állítottuk elő a csapadéknál 14 meteorológiai állomás: Verseg, Pásztó, Ecséd, Rónafalú, Jászberény, Tarnaméra, Kompolt, Kápolna, Erdőtelek, Hatvan, Zsámbok, Salgótarján, Kisterenye és Mátraverebély, a hőmérsékletnél 2 meteorológiai állomás, Kompolt és Salgótarján adatainak felhasználásával. A csapadék adatait az Országos Meteorológiai Szolgálat hivatalos kiadványából (Hajósy et al., 1975) vettük át, amelyben az állomásonkénti csapadékok havi értékei az észlelések kezdetétől 1970-ig megtalálhatók. Az utáni csapadékadatok forrása a Vízrajzi Évkönyvek voltak. A havi középhőmérséklet adatait az OMSz adattárából szereztük be. Az időben csupán 1987-ig terjedő adatsorokat az elsősorban módszertani jellegű vizsgálathoz elégségesnek véljük, sőt mivel a globális melegedés, és nyomában az éghajlatváltozás az 1970-es évek végétől jelentkezik intenzívebben (IPCC, 2007), az esetleges hatásukkal kevéssé érintett idősorok megválasztását egyenesen kívánatosnak is véljük. Az évi lefolyás éven belüli megoszlása sokévi átlagban a Zagyván is a hazai vízfolyásokra általánosan jellemző képet mutatja (1. ábra). A legnagyobb havi lefolyás a kora tavaszi hónapban, 118

121 Kisvízi lefolyás, mm Havi lefolyás, mm márciusban fordul elő, ezt követően a havi lefolyás csökken és a nyár végén, ősz elején éri el minimumát, majd ezt követően növekszik. A háromhavi lefolyás minimuma az augusztus-október hónapokban van, e három hónapot tekintettük további vizsgálatunkban a kisvízi időszaknak. A kisvízi időszakra az évi lefolyás alig valamivel több mint 5%-a esik. A kisvízi lefolyás sokévi átlagos értéke a rövidebb, vizsgált időszakra 5,21 mm, szórása 4,21 mm, a változékonysági tényezője (relatív szórása) 0, I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1. ábra Az átlagos havi lefolyás éven belüli megoszlása Figure 1. The distribution of the average monthly flow within year A kisvízi lefolyást az években emelkedő tendencia jellemzi (2. ábra) ábra A kisvízi lefolyás idősora az közötti években (Zagyva, Jásztelek) Figure 2. Time series of low flow between yeas (River Zagyva, Jásztelek) A kisvízi lefolyás évi idősorát, a különféle éghajlati, antropogén és véletlen eredetű hatásoknak megfelelően, az R min = R min(c) + R min(t) + R min(ε) formában választjuk szét, ahol R min(c) az éghajlattól függő, azaz az éghajlati kisvízi lefolyás, R min(t) a trendszerű összetevő, ami az antropogén hatásokra utalhat, R min(ε) a véletlen összetevő, ami a meglévő ismereteink szerint okságilag nem magyarázható. A szétválasztást az R min(c) éghajlati összetevővel kezdjük. Az éghajlati összetevő a kisvízi lefolyás észlelt idősorára illesztett, az éghajlati elemek (csapadék, középhőmérséklet) bevonásával szerkesztett regressziós kapcsolatból számított idősor. A regressziós kapcsolat vizsgálatát az úgynevezett mértékadó időszak kiválasztásával kezdjük, mértékadónak tekintve azt az egy vagy több hónapból álló időszakot, amelynek csapadéka vagy középhőmérséklete, lineáris kapcsolatot feltételezve, a legszorosabb korrelációban van a kisvízi lefolyással. A mértékadó időszak kiválasztását a hidrológiai gyakorlatban esetenként alkalmazott hálós optimalizációs eljárást követve végeztük el változónak tekintve a csapadék-időszak kezdő hónapját és a hónapok számát (1. táblázat). 119

122 Korrelációs tényező Második lépésként az észlelt és a regressziós kapcsolatból számított éghajlati kisvízi lefolyás értékei közti különbség idősorra különféle megközelítésű trendet illesztünk, s döntünk valamelyik elfogadása mellett. Első közelítésben három trendtípust vizsgáltunk: az általánosan elfogadott lineáris és exponenciális trendek mellett az ugrásszerű változást feltételező, illetve jelző lineáris, elsőfajú szakadásos lépcsős függvényt is. A lépcsős függvényen alapuló trend illesztésénél a teljes, időszakot olyan két részidőszakra osztjuk a két részidőszakot elválasztó év folyamatos léptetésével, amelyek egyenkénti idősorában trend nem mutatkozik. A vizsgálat trendek közötti döntésben figyelembe vesszük a kisvízi lefolyás alakításában számottevő szerepet játszó antropogén beavatkozásokról, azok időbeli alakulásáról meglévő ismereteket. Az éghajlati és trendösszetevők leválasztása után kapott maradéksor véletlenszerűségét az idősor autokorrelációs függvényével, illetve a csúcspróbával (Dévényi és Gulyás, 1988) ellenőrizzük. A csúcspróba használata esetén előbb számoljuk az U n = α n M[α n ] D [α n ] -1 próbastatisztikát, ahol α n az idősor azon értékeinek száma, amelyek mindkét szomszédjánál egyszerre kisebbek vagy nagyobbak, továbbá M[α n ] = 2(n-2)/3, és D 2 [α n ] = (16n-29)/90, ahol n az idősor elemeinek száma. A jövőben várható éghajlatváltozás inkább csak tájékozódó jellegű hatásainak becslésére az éghajlati kisvízi lefolyásra, az észlelt kisvízi lefolyási idősor szétválasztása során kapott regressziós kapcsolatot használjuk fel, a regressziós kapcsolat bemenő változójaként az éghajlati forgatókönyv(ek) kimeneti értékeit fogadva el. A becslés megbízhatóságát a véletlen összetevő alapján értékeljük. Az éghajlati hatásvizsgálatban a MTA köztestületi stratégiai kutatási jelentésében közreadott, legfrissebbeknek tekinthető éghajlati forgatókönyvekből indultunk ki (Bozó, 2010). Eredmények A kisvízi lefolyás éghajlati összetevőjének leválasztásához mindenekelőtt vizsgáltuk az egyes hónapok csapadéka, illetve hőmérséklete és a kisvízi lefolyás közötti havonkénti korrelációs kapcsolatokat. A havi korrelációk alapján (3. ábra) megállapítható, hogy a legszorosabb kapcsolatot az augusztusi csapadék adja, amit a július és az október hónapok csapadéka követ. A korrelációs függvénynek januárban további maximuma is van, ami a késleltetett (felszín alatt) összegyülekezésű téli csapadék hatását sejteti, a hőmérséklet hatása nem számottevő, a korreláció értéke a május havi kivételével 0,3 alatt marad. 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Csapadék Hőmérséklet 0,3 0,2 0,1 0 XI XII I II III IV V VI VII VIII IX X 3. ábra A kisvízi lefolyás és a hónapok csapadéka és hőmérséklete közötti korrelációk Figure 3. Correlation coefficients of low flow and monthly precipitation and temperature 120

123 Kisvízi lefolyás, mm Több hónapot tekintve a kisvízi lefolyás a legszorosabb kapcsolatban a július-augusztus hónapokból álló kéthavi időszak csapadékával van (1. táblázat), ezt az időszakot tekintettük tehát mértékadónak, az időszak csapadékát pedig mértékadó csapadéknak. (Megemlítjük, hogy lényegében hasonlóan szoros összefüggés van a kisvíz lefolyás és a július-október, illetve a kizárólag augusztus hó csapadéka között.) A kezdő hónap A hónapok száma Június 0,178 0,367 0,615 0,630 Július 0,438 0,691 0,662 0,682 Augusztus 0,675 0,572 0,585 Szeptember 0,088 0,301 Október 0, táblázat A korrelációs tényező a csapadék számítására választott hónapok függvényében Table 1. Correlation coefficients depending on the selected months for the calculation of the precipitation A mértékadó időszak kiválasztása után vizsgáltuk az időszak csapadéka és a kisvízi lefolyás között nemlineáris kapcsolatot is (4. ábra), amelynek szorossága az észlelési tartományon belül azonban lényegében nem különbözött a lineárisétól Mértékadó csapadék, mm 4. ábra A kisvízi lefolyás és a mértékadó csapadék közötti nemlineáris kapcsolat Figure 4. Non-linear relationship between low flow and design precipitation A hőmérséklet esetében is a július-augusztus időszakot fogadtuk el mértékadónak. Ezen időszak középhőmérséklete és a kisvízi lefolyás közti kapcsolat szorossága 0,314 korrelációs tényezővel jellemezhető, ami kissé alacsonyabb, mint a legszorosabb kapcsolatot biztosító május havi középhőmérséklettel kapott érték. A mértékadó időszak középhőmérsékletének csökkenésével a várható képnek megfelelően a kisvízi lefolyás erőteljesen növekszik (5. ábra). 121

124 Kisvízi lefolyás, mm Július-augusztus középhőmérséklete, C Kisvízi lefolyás, mm 5. ábra A kisvízi lefolyás és a mértékadó időszak (július-augusztus) középhőmérséklete korrelációs kapcsolata Figure 5. Correlation coefficient of low flow and average temperature of design period (July-August) A hőmérséklet bevonása a csapadék-lefolyás regressziós kapcsolatba a kapcsolat szorosságát nem növeli. A kisvízi lefolyás éghajlati összetevőjét, az éghajlati kisvízi lefolyást ezért csak a csapadékot figyelembe vevő R min(c) = 0,0634P m 1,878 alakú lineáris regressziós összefüggéssel írjuk le, ahol P m a mértékadó időszak csapadéka. Az R min(c) éghajlati lefolyás idősorát, amint várható volt, csökkenő tendencia jellemzi (6. ábra), a szétfejtéssel kapott éghajlati lefolyás idősora és az éghajlati hatástól megszűrt idősor közötti korrelációs együttható 0, azaz az éghajlati idősor független az éghajlatilag nem magyarázott idősortól. Éghajlati kisvízi lefolyás Maradék idősor ábra A kisvíz lefolyás szétfejtése az éghajlati kisvízi lefolyás és a maradék idősorra Figure 6. Separation of low flow time series by climate low flow and residual time series Az éghajlati kisvízi lefolyás leválasztása után kapott, egyéb hatásokat még tartalmazó idősor számottevő tendenciát mutat, amint azt az idősorra illesztett, különféle típusú trendek igazolják (7. ábra). A lépcsős függvényen alapuló, ugrásszerű változást feltételező trend esetében a teljes időszakot kétfelé osztó év az volt, amire alkalmas próbálgatásokkal, az elválasztás évének folyamatos léptetésével találtunk rá a módszer leírásában írt feltétel betartása mellett. 122

125 7. ábra Trendek illesztése az éghajlati hatástól mentes kisvízi lefolyás idősorára Figure 7. Fitting the trends to low flow time series to be separated from the climate effects Az éghajlati kisvízi lefolyás leválasztásával kapott maradék idősorra illesztett trendek azt támasztják alá, hogy ebben az időszakban, az éghajlat kiváltó és meghatározó szerepe mellett, további hatások is érték a kisvízi lefolyás időbeli alakulását. Ilyen lehet mindenekelőtt a tározóknak a kisvízi lefolyást növelő hatása. Ismeretes, hogy a vízgyűjtőben számos ipari, mezőgazdasági és kommunális célú tározó épült ki. A tározók létesítésének időbeli üteméről pontos információval nem rendelkezünk, meglévő ismereteink szerint a többségük kiépítése az 1960-as évektől lehetett ig 45 tározó épült ki, amelyek együttes térfogata közel 40 millió m 3, ami a vízgyűjtő évi átlagos vízkészletének 14%-át teszi ki (Nováky, 1985). E tározók alapvető célja a kisvízi időszak hasznosítható vízkészletének növelése, hatásuk a kisvízi lefolyás növekedésére nyilvánvaló. A tározók mellett a kisvízi lefolyást a különféle hasznosítási, vagy víztelenítési céllal felszín alól kivett vizek használat utáni vagy közvetlen felszíni vízfolyásba eresztése is növelhette, ennek nagyságát a felszín alatti vizekben szegény vízgyűjtőben általában nem tekintjük jelentősnek. Az antropogén hatásokban a legjelentősebb fordulat az 1960-as évek elején következhetett be, ami jól egybecseng a lépcsős trendfüggvény által jelzett ugrásszerű változás időpontjával. A statisztikai és fizikai alapú vizsgálat eredményei egybehangzóak, egymást kölcsönösen erősítik. A további vizsgálathoz a trendhatást a lépcsős függvény által kijelölt szerint fogadtuk el. Az éghajlati hatástól mentes kisvízi lefolyás idősorának a trendösszetevő leválasztásával előzőek szerint kapott maradék idősora 0 várható értékű, autokorrelációtól és trendtől mentes véletlen idősor. Az idősor véletlenszerűségét igazolja a csúcspróba: a próbastatisztika U n = 0,415, ami alapján 99% valószínűséggel dönthetünk arról, hogy a maradék idősor fehér zajszerű folyamat, amelyből további lényeges információ a kisvízi lefolyás viselkedésére nem nyerhető. A különböző trendek leválasztásával kapott maradék idősor egyébként egymástól alig különbözik, amint azt a lineáris és exponenciális trendek illesztése után kapott maradék idősorok összehasonlítása is mutatja (8. ábra). 123

126 Kisvízi lefolyás, mm Véletlen összetevő,mm Lineáris trend Exponenciális trend ábra A kisvízi lefolyásnak az éghajlati és trendhatások kiszűrése utáni maradék idősora Figure 8. The residual time series after separating the climate and trend effects A lépcsős függvény szerint illesztett trendvonal szerint az 1961-et követő években a tározók hatására, az évek átlagában, a kisvízi lefolyás mintegy 2,3 mm-rel növekedett. Ezekre az évekre az antropogén eredetű növekményt rendre levonva az észlelt kisvíz lefolyás évi értékeiből, előállítható a kisvízi lefolyás antropogén hatásoktól mentes(nek tekinthető), csupán az éghajlati és véletlen hatásokat tükröző, javított idősora. A javított kisvízi idősor a korábbi vizsgálati eredményeinkhez hasonlóan szoros kapcsolatban van a július-augusztus hónapok csapadékával, mi több, a kapcsolat korrelációs szorossága még némileg növekedett is az antropogén hatásokkal terhelt kisvizek esetében jellemző 0,691-ről 0,727-re. Ez azt is jelenti, hogy a kisvízi lefolyás változékonyságának mintegy felét magyarázza az éghajlat, nevezetesen a nyári csapadék változékonysága. Változott a csapadék és a kisvízi lefolyás közötti regressziós kapcsolat is, ami így R min(c) = 0,0634P 2,874 alakban írható fel. A kisvízi lefolyás éghajlati és antropogén hatásoktól mentesített maradék idősora 0 várható értékű, véletlen idősor a szétfejtés sikeres volt. Antropogén hatás Antropogén és éghajlati hatás Antropogén, éghajlati és véletlen hatás

127 Véletlen összetevő, mm ábra A kisvízi lefolyás idősorának szétfejtése éghajlati és trend idősorra (felül), illetve maradék idősorra Figure 9. Separation of the low flow time series by climatic flow and trend time series (above) and residual time series (below) A lépcsős trend kiszűrésével véglegesített éghajlati kisvízi lefolyás az időszak között a nyári csapadékot jellemző tendenciához hasonlóan némi csökkenés jellemezte. A csökkenés a teljes időszakban 0,4 0,5 mm érték körüli, és ez mintegy 10%-os tendenciaszerű fogyatkozást jelent. A természetes csökkenést az antropogén hatások, mindenekelőtt a tározók létesítése nemcsak megállította, de a 2,3 mm tározott többletével emelkedőre fordította. A tározó beavatkozás sikeres volt, nélküle vízhiánnyal összefüggő gondok, vélhetően, korábban már jelentkeztek volna. Az éghajlat hatását tekintve figyelemre méltó, hogy az időszakban a július-augusztusi (azaz lényegében a nyári) csapadék csupán 5 6%-kal csökkent és okozta a természetes kisvízi lefolyás ennél mintegy kétszerte nagyobb 10% körüli tendenciaszerű csökkenését, ami arra utal, hogy a csapadékban beálló tendencia jellegű változások a lefolyásban felerősödnek. Ez annál is inkább figyelemreméltó, mivel az adott időszakban a hőmérséklet csökkent, és ami okságilag a lefolyás inkább növekedését indokolná. Az eredeti, észlelt kisvízi lefolyás idősor szétválasztása az éghajlati, antropogén eredetű és véletlen hatásokra azt mutatja, hogy a kisvízi lefolyás évi változékonyságában nagyjából egyforma súlyú szerepe van az éghajlatnak és a véletlennek, a tározás a változékonyságban nem játszik szerepet. Az éghajlat jelentős szerepéből következik, hogy az abban bekövetkező változás hatással lesz a kisvízi lefolyásra. Újabb éghajlati forgatókönyvek (Bartholy et al., 2010; Bozó, 2010) szerint a Zagyva vízgyűjtőjében a nyári csapadék a években az egyes regionális forgatókönyvek szerint (REMO, ALADIN, RegCM) 0 7% csökkenése lehetséges, és számolni kell a hőmérséklet mintegy 0,7 C emelkedésével. A csapadék csökkenése következtében a kisvízi lefolyás várhatóan 0 0,5 mm-rel kevesebb lehet. A lefolyás csökkenése ezt meghaladó is lehet, tekintettel a hőmérséklet emelkedésére. A csökkenést azonban a tározók hatása vélhetően ellensúlyozni képesek, jóllehet azok párolgási vesztesége nagyobb lesz a hőmérséklet emelkedése miatt. Valószínűsíthető azonban, hogy a kisvízi időszakban a vízzel kapcsolatos gondok megnövekednek. Megvitatás A tanulmány egy egyszerű, részletes adatokat nem igénylő, illetve azok hiányában is eredményesen alkalmazható eljárást mutat be a kisvízi lefolyásnak az éghajlati és antropogén eredetű hatások szerinti szétválasztására alapvetően a matematikai statisztika eszközeire támaszkodva. A kapott eredmény megegyezik az oksági összefüggések alapján elvárható képnek, nem mond ellent az antropogén hatások csupán intuícióink alapján várható következményeinek. Az eljárás meggyőzően alátámasztja, hogy az antropogén hatás elfedheti az éghajlati hatásokat, és akár feledtetheti ez utóbbiak szerepét a kisvizek jövőjét illetően. Teljes bizonyosságot azonban egyetlen 125

128 csupán módszertani példaként végzett vizsgálatunk nyilvánvalóan nem adhat. Érdemes lenne a módszerrel vagy még inkább annak finomított változatával a vizsgálatokat elvégezni a Zagyva teljesebb lefolyás idősorára, kiterjeszteni a hazai vízfolyásokra, különösen azokra, amelyek esetében az antropogén hatások, főként a tározás hatásai nyilvánvalóak. A módszer fejlesztési lehetőségeit elsősorban a fizikai-oksági összefüggések modellszerű használata jelentheti. Ez érintheti mind az éghajlati kapcsolatok, mind az antropogén hatások kapcsolatainak részletesebb vizsgálatát. A kisvízi lefolyás éghajlati összefüggései fizikai modellen alapuló meghatározása fontos lépés lehet a lefolyás idősor szétválasztása módszertani fejlesztésében. Ezek a modellek általában rendelkezésünkre állnak. Az antropogén hatások értékelése a beavatkozások pontosabb ismeretét igényli, aminek jó alapját képezheti a hazánkban évek óta évente összeállított vízkészlet-gazdálkodási jelentések. A módszertani fejlesztések, az azok alapján végzett vizsgálatok jobb megalapozást adhatnak az éghajlatváltozás várható hatásainak előrejelzésére, negatív következményeik esetén a szükséges vízkészlet-gazdálkodási intézkedések tervezéséhez. Köszönetnyilvánítás A MTA Szakosztályai 2010 májusában tudományos osztályüléseket tartottak. A Műszaki Szakosztály témája a víz volt. A rendezvény során a Szerző előadást tartott az éghajlatváltozás vizeinkre gyakorolt hatásairól, amelyben utalt arra, hogy Európában nyáron a hőmérséklet nő, és ez a csapadék csökkenésével párosulva, komoly gondokat okoz kisvízi lefolyásban, amint azt az Európai Környezeti Ügynökség évi feltáró tanulmánya is bemutatja. Az előadást követő kötetlen beszélgetésben Konecsny Károly megemlítette, hogy vizsgálatai szerint több hazai kisvízfolyáson az éghajlatváltozás várható hatásitól eltérően a kisvizek emelkedő tendenciát mutatnak ellentmondva az előadásban bemutatott jövőképnek. Az általa felvetett ellentmondás feloldásának igénye késztetett a cikk megírására. Köszönet Konecsny Károlynak a felvetéséért! Irodalom Bartholy J., Pongrácz R., Csima G., Horányi A., Pieczka I., Szabó P., Szépszó G., Torma Cs. 2009: re várható éghajlatváltozás a Kárpát-medence térségében magyarországi regionális klímamodellek együttes kiértékelése alapján. Alapozó tanulmány a Környezeti jövőkép környezet- és klímabiztonság stratégiai programhoz (kézirat). Bozó L. (szerk.) 2010: Környezeti jövőkép - környezet- és klímabiztonság. MTA Köztestületi Stratégiai Programok. Budapest. Dévényi D., Gulyás, O. 1988: Matematikai statisztikai módszerek a meteorológiában. Tankönyvkiadó, Budapest. 446 p. Hajósy F., Kakas J., Kéri M. 1975: A csapadék havi és évi összegei Magyarországon a mérések kezdetétől 1970-ig. Az OMSz hivatalos kiadványai, XIIII. kötet, Budapest. IPCC, 2007, Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability, Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel of Climate Change. M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P.Palutikoff, P. van den Linden and C. E. Hanson, Eds. Cambridge University Press. Cambridge. 976 p. Konecsny K. 2000: Az országhatáron túli tájalakítás hatása az Alföld vízviszonyaira. In: Pálfai I. (szerk.): A víz szerepe és jelentősége az Alföldön. A Nagyalföld Alapítvány kötetei, 6: Konecsny K. 2010: A kisvizek hidrológiai jellemzői a román-magyar határ által metszett négy folyón. VIZKO - Mérnökök a Tiszáért Nemzetközi Vízgazdálkodás-tudományi Konferencia június 3 4., Székelyudvarhely. Konecsny K., Sorocovshi, V. 1996: A víztározók lefolyásra gyakorolt hatása a Túr és Kraszna romániai és magyarországi vízgyűjtőterületén. A víz és vízi környezetvédelem a Kárpátmedencében Kongresszus október, Eger. 126

129 Nováky B. 1985: Magyarország vizeinek műszaki-hidrológiai jellemzése. A Zagyva. Vízgazdálkodási Intézet, Budapest. Nováky B. 1994: Az éghajlatváltozás várható hatása a vízháztartás szélsőséges eseményeire. In: Orlóczi I. (szerk.): Az éghajlatváltozás hatása a hidrológiai és vízminőségi paraméterekre. VITUKI, 59: Nováky B., Szilágyi F. 1990: A globális felmelegedés hatása a felszíni vizek hidrológiai viszonyaira és minőségére. Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ, Budapest. 50 p. OVH 1984: Országos Vízgazdálkodási Keretterv. Budapest. Szalay M. 2000: Az Alföld felszíni vízkészlete, in A víz szerepe és jelentősége az Alföldön (szerk.: Pálfai I.). A Nagyalföld Alapítvány kötetei, 6: Zsuffa I. 1985: Magyarország vizeinek műszaki-hidrológiai jellemzése. A Felső-Tisza jobb parti vízrendszere. Vízgazdálkodási Intézet, Budapest. Abstract EFFECT OF CLIMATE CHANGE ON LOW FLOW METHODOLOGICAL STUDY ON THE EXAMPLE OF RIVER ZAGYVA BÉLA NOVÁKY Szent István University, Department of Nature Conservation and Landscape Ecology H-2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Hungary, The low flow of Hungarian rivers shows an increasing tendency for the last decades, despite of the warming climate and decreasing precipitation. Increasing tendency can be explained by the anthropogenic effects, such as the regulation of the flow by water reservoirs and the partial inlet of the extracted groundwater into the river after its utilization. Using the long-term time series of the observed low flow of Zagyva River at Jásztelek hydrological station in the paper is given a methodological example of the separation of the time series by climatic and anthropogenic effects. Time series of low flow was separated into a time series depending on the precipitation and another one being independent of the climate. To the latter time series a trend with a jumping change was fitted regarding possible effects of the existing water reservoirs. The residual time series can be accepted as a stochastic one. The conclusion is that expected climate change in the next few decades would lead to decrease in the natural low flow but the decrease can be offset by flow regulation effect of existing water reservoirs. 127

130 Biodiverzitás szekció 128

131 ÉLŐHELYFEJLESZTÉS VS. ÉLŐHELYVÉDELEM A PANNONHALMI VILÁGÖRÖKSÉGI HELYSZÍN FEJLESZTÉSI ALAPELVEI POTTYONDY ÁKOS Szent István Egyetem, Környezettudományi Doktori Iskola 2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Összefoglalás A Pannonhalmi Bencés Főapátság és közvetlen természeti környezete 1996 óta az UNESCO világörökség része. A közel 50 hektáros terület jelentős része a Fertő-Hanság Nemzeti Parkoz tartozó Pannonhalmi Tájvédelmi Körzet részét képezi, országos jelentőségű védett terület. A világörökségi helyszín 200 évre visszamenő tájtörténeti vizsgálatának ahhoz az eredményhez vezetett, miszerint a jelenlegi védett területek pontosan azonosak az évszázadokon keresztül intenzív művelés alatt álló, csupán évvel ezelőtt felhagyott területegységekkel. Ennek értelmében a jelenleg legértékesebbnek tekinthető élőhelyek csupán az elmúlt évtizedek során fejlődtek ki. Az évszázadokon keresztül állandó felszínborítással bíró területek, folyamatosan létező vonalas tájelemek ugyanakkor elhanyagolható arányban szerepelnek a jelenlegi védett élőhelyek között. A látszólagos ellentmondás feloldása az aktív tájhasználat mikéntjében rejlik. A világörökségi helyszín lakott terület, a Főapátság mellett működik rajta bentlakásos gimnázium, szociális otthon, valamint főiskola is. Az itt élő mintegy 400 ember mellett évente nagyságrendileg ezer fő turista is felkeresi a helyszínt. A helybéliek és az ide érkező vendégek jogos igénye, hogy a helyszín rendelkezzen mindazon fizikai és szellemi infrastruktúrával, amely a XXI. században joggal elvárható egy világ szinten is komoly jelentőséggel bíró vallási és kulturális központtól. A terület használatának, fejlesztésének folyamatos igénye sok esetben kerül összeütközésbe a terület értékeire fókuszáló védelmi igényekkel. A szent és a profán, valamint a használati és védelmi szempontok összeegyeztetése csak és kizárólag hosszú távra készülő, szakmai alapokra helyezett, alaposan végiggondolt stratégiák mentén kivitelezhető. Kulcsszavak: világörökség, természetvédelem, turizmus, területhasználat, konfliktus Bevezetés A Pannonhalmi Bencés Főapátság és közvetlen természeti környezete 1996-ban az alábbi két kulturális kategóriában lett a világörökség része: C - iv (4): egy építészeti stílus / együttes / technológia, vagy az emberiség történelme egy vagy több korszakát tükröző táj kiemelkedő példája; C - vi (6): kapcsolódik kivételes, egyetemes jelentőségű eseményekhez vagy élő hagyományokhoz, ideákhoz vagy meggyőződésekhez, művészeti vagy irodalmi művekhez. Az UNESCO Világörökség Bizottságának döntése az épített és kulturális értékek mellett a bencés szerzetesek által évszázadok alatt létrehozott táji, tájképi elemek harmonikus egységét is elismeri. A jelenlegi világörökségi helyszín területhasználati módjai a történelem során folyamatosan változtak, igaz néhány (elsősorban) helyszín területhasználati módja viszonylag állandónak tekinthető. (Főapátság épületei, főutak, néhány lakóház stb.) A területhasználat változásával értelemszerűen a területnek az apátsági rendszerben betöltött rendeltetése, funkciója is megváltozott. Ha például egy korábbi szőlő helyén előbb gyümölcsöst, majd parkerdőt alakítottak ki, úgy a területhez való emberi viszonyulás, az adott terület ember által történő látogatottságának intenzitása is megváltozik. A világörökségi helyszínt napjainkban évente mintegy ezer fő látogatja meg turistaként. Az egy-két órát, de maximum pár napot itt töltő vendégek mellett a Főapátságban és a 129

132 Bencés Gimnázium Kollégiumában mintegy 400 fő lakik egész éven keresztül. A különböző intézményekben hozzávetőlegesen 100 fő dolgozik. Ez azt jelenti, hogy az itt megjelenő embertömeg létszámához képest nagyon kicsinek tűnő, nagyjából 50 hektár alapterületű világörökségi helyszínen nagyon jelentős az emberi jelenlét. Különösen igaz ez, ha végiggondoljuk, hogy ez a tömeg ráadásul a terület csak néhány pontjára koncentrálódik igazán (főbb látványosságok, utak, turisztikai kiszolgáló objektumok stb.). A területen található értékek fenntartható megőrzése érdekében olyan stratégiai terveket, kezelési koncepciókat kell kidolgozni, melyek egy időben teszik lehetővé a helyszín használatát, élettel való megtöltését, ugyanakkor megfelelő szabályozásokkal keretek közé is szorítja azt. A különböző területhasználati koncepciók csak abban az esetben lesznek valóban használhatók, amennyiben azok a terület valós értékeinek, az adott helyszínt valóban fenyegető veszélyek valós megoldási javaslatainak számbavételén alapulnak. Ennek értelmében elengedhetetlenül szükségszerű, hogy a vizsgált terület értékeit, valamint a fenyegető veszélyeket a lehető legnagyobb mélységig feltárjuk, s az eredményeket ezekbe a kezelési koncepciókba beillesszük. A világörökségi helyszínen az elmúlt években igen részletes természettudományos vizsgálatokat folytattunk, melyeket a területet vizsgáló, egyéb tudományágakat (építészet, vallástudomány stb.) képviselő munkatársak saját szakterületükön elkészített vizsgálati eredményei egészítettek ki. Anyag és módszer Kutatásaim során a Pannonhalmi Világörökségi Helyszín területén az alábbi természettudományos vizsgálatokat folytattam. Talajtani kutatások: - talajvizsgálatok Pürkhauer-féle szúróbotos technikával; - talajszelvények vizsgálata a terület adottságait leginkább tükröző helyszíneken; - talajmintavétel, a talajösszetevők laboratóriumi elemzése. Botanikai kutatások: - a területen található növényfajok egész éven át történő határozása, lehetőség szerint teljes fajlistájának összeállítása; - a terület flórájáról készült korábbi tanulmányok megismerése; - az Apátsági Arborétum teljes növényállományának részletes felmérése, a jelentősebb egyedek kiválasztása, kitáblázása; - a jelenlegi és a múltbéli állapotokra is kiterjedő élőhely térképezés. Állattani kutatások: - madárgyűrűzés; - odútelepek létesítése. A jelenlegi állapotokat, illetve a korábbi korok állapotait feltüntető élőhely térképek elkészítéséhez értékes adatokkal szolgált a mintegy darabból álló Apátsági Fotótár, valamint a levéltárban őrzött korai ábrázolások egy része. Az elkészített élőhely térképen az élőhelyek típusait az Európai Élőhely-osztályozási Rendszer (GHC) kategóriái szerint jelöltem. A módszer kategóriái több előzetes európai projekt munkájából születettek meg, melyben nagy szerepe volt az EBONE kézikönyvnek, de alapját a BioHab Handbook (Bunce at al., 2005; Bunce et al., 2008) adja. A térképezési módszer alkalmas farmok területének térképezésére, kiterjesztve azt a gazdaságok teljes területére. Kutatásaim során tovább megvizsgáltam, hogy mik azok az alapvető területhasználati funkciók, melyek a világörökség területen hosszabb-rövidebb időre jelen voltak. Eredmények A Pannonhalmi dombság a Dunántúl északi részén, a Kisalföld közepén helyezkedik el. A Bakony északnyugati előtere és a Győri-medence süllyedéke közt három, egymással párhuzamos 130

133 dombvonulat húzódik, melyek élesen elkülönülnek a szomszédos tájtól, mindenfelől alacsony hordalékkúp-síkságok keretezik őket. A térszín kb. 150 méterrel magasabb a környéknél, tehát a Kisalföldből szigetszerűen emelkedik ki. Ezen okokból kifolyólag a térség önálló egységként vizsgálható, sajátos mikroklímával, talajtani és élővilági adottságokkal rendelkezik. A dombság földtani felépítését tekintve felsőpliocén eredetű, lejtőüledékkel és homokos lösszel borított terület (Stefanovits, 1963). A völgyi részeken egyfajta allúvium található, amit egy eróziónak erősen kitett lépcsős felszín követ, legfelül kiemelt dombhátat találunk (Hortobágyi, 1980; Pottyondy et al., 2005). A terület erózió által nagymértékben veszélyeztetett, a meredek lejtőkön az eredeti barnaföld zömmel a talajképző kőzetig lepusztult, ami a vegetáció állapotán is kiválóan nyomon követhető. A terület a növényföldrajzi besorolás szerint az Alföldi flóravidék (Eupannonicum) Arrabonicum flórajárásának és a Dunántúli-középhegység (Bakonyicum) flóravidék Vesprimense flórajárásának határán fekszik. Magyarország természetes növénytakaró térképe szerint a termőhely klímáját 50% relatív páratartalom és mm-es évi csapadék jellemzi. Ennek megfelelően az eredeti (zonális) erdőtársulás minden valószínűség szerint cseres-tölgyes (Quercetum petraeaecerris) volt, melyben helyenként nyílt társulások (homokpusztagyepek (Festucetum vaginatae) és pusztagyepek (Festucion sulcatae)) is megjelenhettek. A területen tökéletesen háborítatlan élőhely ma már nem található. A hegység és a síkság közti átmeneti dombvidék élővilága ugyanakkor az élőhelyi változatosságnak megfelelően meglehetősen nagy diverzitású, heterogén. A terepi vizsgálataink szerint elkészítettem a világörökségi helyszín élőhely térképét (1. ábra), amelyen az élőhelyek típusait az Európai Élőhelyosztályozási Rendszer (GHC) kategóriái szerint jelöltem. Az egész térségre kiterjedő madártani kutatásaink során mintegy 250 fajt sikerült megfigyelnünk. Ezek között olyan ritkaságok is találhatók, mint a hajnalmadár (Trichodroma muraria), vagy az európai viszonylatban is gazdag populációt alkotó gyurgyalag (Merops apiaster). Az Apátsági Fotótár részletes átvizsgálása során mintegy 200 olyan fotót találtam, melyek jelen kutatásban felhasználhatóak. Ezek többsége (mintegy 60%-a) az 1900-as évek második feléből származik. Jelentős azonban azon felvételek száma is, melyek a Magyar Millennium idején, 1896 táján készültek. Ezek minősége sajnos sok esetben nem megfelelő, ugyanakkor a képek feldolgozása során sikerült nagyjából használhatóvá tenni őket. Elenyésző számban (mintegy 5 10 db) légifotókra is bukkantam. Ezek azonban jelen munkában óriási jelentőséggel bírnak, hiszen a tájhasználati struktúrát kiválóan szemléltetik. A világörökségi helyszín szerteágazó vizsgálataim alapján jelenleg fontossági sorrendben! az alábbi szerepeket (funkciókat) tölti be: 1. Szent hely. 2. A Magyarság történelmének kiemelkedő helyszíne. 3. Természetvédelmi terület. 4. Lakóhely. 5. Munkahely. 6. Turisztikai célpont. A hat funkciónak való egyidejű megfelelés érdekében a különféle területhasználati, illetve kezelési koncepciók három féle prioritással bíró területre bontják a világörökségi helyszínt. A legértékesebb természeti és történelmi helyszíneken egyértelműen a védelmi prioritásnak kell dominálni. Ide tartozik például az Apátsági Arborétum, a belső udvarok, vagy a műemlék épületek. Ezek esetében minden egyéb használati funkciót a védelmi alá kell rendelni. Ezeket követik a sorban az úgynevezett átmeneti területek, ahol egy időben van jelen a védelmi és a használati prioritás. Jórészt ezek a turisták által látogatható helyszínek, az udvarok, valamint a tájvédelmi körzethez tartozó parkerdők. (Ezek ugyanis nem elsősorban fajösszetételük, sokkal inkább tájképi értékük végett nyerték el a természetvédelmi oltalmat!) A harmadik kategóriába azok a területek tartoznak, melyeken egyértelműen a használati funkció dominál. Ide tartozik például a gazdasági udvar, a turisztikai kiszolgáló objektumok, de a pincészet teljes területe is. 131

134 1. ábra A Pannonhalmi Világörökségi Helyszín élőhely térképe, 2010 (Térkép: Pottyondy Á.) (FPH / CON / SUM : 10%-ban lombhullató fajokkal elegyes tűlevelű erdő; FPH / DEC : Lombhullató erdő; TPH / DEC : Lombhullató fajokból álló, magas társulás; MPH / DEC : Lombhullató fajokból álló, közepes magasságú társulás; CHE / THE : Füvek, sövények, egyéb egynyári növények; WOC / CRO : Gyümölcsösök és szőlők, 10%-ban zöldségeskertekkel; VEG / GRA : Zöldségeskertek, 10%-ban díszkertekkel; WOC / LPH / DEC : Lombhullató sövényekkel elegyes gyümölcsösök és szőlők; WOC : Gyümölcsösök és szőlők; TRE : Fásszárú dísznövényekből álló park; SHY / EHY : Úszó és legyökerező növényekből álló vízi társulás; LTR : Fasor; ART : Épületek, utak; WAL : Partfalak, homokfalak) Figure 1. Habitat map of the Pannonhalma World Heritage Site, 2010 (Map: Pottyondy Á.) Megvitatás A vizsgálatok és az eredmények tükrében a fentebb meghatározott, hat elemből álló funkció-prioritási sorrendet a valós gyakorlati feladatok során is alkalmazhatónak találtuk. A szakrális és a profán, valamint a használati és védelmi szempontok sorrendiségének megállapításában nagy segítséget nyújtanak. Egy világörökségi helyszín kezelési koncepciójának, fejlesztési tervének időtartamát illetően kizárólag hosszú távon gondolkozhatunk. Ennek értelmében, a hosszú távú fenntarthatóság érdekében a jelenlegi időkorlátos rendszerek (pl. 4 éves választási ciklusok) fölé emelkedő, azokon átívelő stratégiákat kell létrehoznunk. Egy komplex terület kezelésének tervezésekor az egyes részterületeket nem lehet kizárólagosan értelmezni. A különféle tudományágak vizsgálati eredményeit minden esetben 132

135 egységes módon, egymással összefüggésbe hozva kell kezelni. (Például az Arborétum legutóbbi turisztikai fejlesztésének időzítése a madártani kutatások eredményein alapulva, a költési időszakhoz alakítva került meghatározásra.) Bármilyen fejlesztési koncepcióról is essék szó, kizárólag akkor lesz jól használható, amennyiben az valós értékekre alapozva, valós problémák által felvetett kérdésekre kíván megfelelni. A Pannonhalmi Világörökségi Helyszín (és gyakorlatilag az élet bármely területének) fenntartása hosszú távon csak és kizárólag a legmagasabb minőség elérésére törekedve kivitelezhető. Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozom a Pannonhalmi Világörökségi Helyszín kutatásában közreműködő, illetve a vizsgált háttéranyagokat rendelkezésemre bocsájtó szerzetes testvéreknek, valamint minden munkatársamnak! Irodalom Bunce, R. G. H., Groom, G. B., Jongman R. H. G., Padoa Schioppa, E. (eds.) 2005: Handbook for Surveillance and Monitoring of European Habitats. Alterra Report 1219, EU FP project EVK CT p. Bunce, R.H.G., Metzger, M.J., Jongman, R.H.G., Brandt, J., de Blust, G., Elena-Rossello, R., Groom, G. B., Halada, L., Hofer, G., Howard, D.C., Kovář, P., Mücher, C. A., Padoa- Schioppa, E., Paelinx, D., Palo, A., Perez-Soba, M., Ramos, I. L., Roche, P., Skånes, H., Wrbka, T. 2008: A Standardized Procedure for Surveillance and Monitoring European Habitats and provision of spatial data. Landscape Ecology, 23: Hortobágyi T. C. 1980: Sokoró Pannonhalma élővilága. Szakdolgozat Pottyondy Á. 2005: A Sokoró térségben 2001 és 2005 között végzett talajtani kutatások eredményei kézirat. Stefanovits P. 1963: Magyarország talajai. 2. kiadás. Akadémiai Kiadó, Budapest. Abstract HABITAT DEVELOPMENT VS. HABITAT PROTECTION THE BASIC DEVELOPMENT PRINCIPLES OF THE PANNONHALMA WORLD HERITAGE SITE ÁKOS POTTYONDY Szent István University, Doctoral School of Environmental Sciences H-2103 Gödöllő, Páter K. u. 1., Hungary, The Pannonhalma Benedictine Monastery and its natural surroundings became was signed as part of the UNESCO World Heritage List in Large percent of the 50 hectares large area is part of the Pannonhalma Landscape Protection Area. Most of these lands were intensively used until the last years. The paradox between the active land-use and the landscape protection can be solved, if the different management plans are based on real values, facing real threats, and can be made for as wide timescale, as it is possible. Development and protection... Close relatives! 133

136 A konferencia résztvevőinek munkái 134

137 A CINKHIÁNY ÉS AUXINKEZELÉS NÖVÉNYFIZIOLÓGIAI HATÁSAI KUKORICA ÉS UBORKA CSÍRANÖVÉNYEKEN BÁKONYI NÓRA 1, GAJDOS ÉVA 2, TÓTH BRIGITTA 2, MAROZSÁN MARIANNA 1, WALID M. EL-RODENY 3, LÉVAI LÁSZLÓ 4 és VERES SZILVIA 4 1 Debreceni Egyetem, Hankóczy Jenő Doktori Iskola 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., 2 Debreceni Egyetem, Kerpely Kálmán Doktori Iskola 3 Centre of Agricultural Research, Institute of Field Crops Research, Food Legumes Research Section, P.O. Box 33717, Sakha Agricultural Research Station, Kafr El-Sheikh, Egypt 4 Debreceni Egyetem, Agrár és Gazdálkodás Tudományok Centruma, Növénytudományi Intézet, Mg-i növénytani és Növényélettani Tanszékcsoport Összefoglalás A cink esszenciális mikroelem az emberek és a növények számára. A fokozott makroelem műtrágyázás eredményeképpen számos országban a vas és a cink fokozódó hiánytüneteit figyelték meg. Afrika és Ázsia bizonyos részein a cink hiánya az egyik leglényegesebb termést limitáló tényező. A termés alacsony cinktartalma súlyos népegészségügyi problémákat vet fel. A világ népességének egyharmada van veszélyben a talajok cinkhiánya miatt. Ez az érték országonként változik, 4%-től 73% közé tehető. Hazánk talajainak, nemzetközi összehasonlításban is gyenge a cinkellátottsága. A cinkhiányos területek nagysága meghaladja a megművelt terület 50 %-át. Cinkhiánnyal számolhatunk, ha a talaj felvehető cinktartalma kisebb, mint 1,4 mg kg -1. Ez általában a homok-, homokos vályog karbonátos és magas szervesanyag-tartalmú talajokon jelentkezik, amit erősít a talajok jó foszforellátottsága. Tanulmányunkban a cinkhiány és az auxin növényfiziológiai hatását vizsgáltuk laboratóriumi körülmények között. Tesztnövényként kukoricát (Zea mays L. cv. Reseda sc.) és uborkát (Cucumis sativus L. cv. Delicatess) használtunk, így tekintetbe vettük az egyés kétszikű növények eltérő tápanyag-felvételi mechanizmusát. Azért választottunk tesztnövényként a kukoricát és az uborkát, mert az Európai Unión belül hazánk az egyik legfontosabb kukoricatermesztők közé tartozik (1,1 1,2 millió hektár), valamint kukoricánál a cink hiánya komoly, akár 80 %-os termésveszteséget is okozhat. A kétszikű növények közül az egyik legjelentősebb zöldségféle az uborka, amely világszerte elterjedt. Vizsgáltuk a teljes cinkhiány és az auxin hatását a kísérleti növények növekedésére, szárazanyag gyarapodására, a hajtás teljes hosszára, a levelek számára, abszolút és relatív klorofilltartalmára. Kulcsszavak: Zn, mikroelem-hiány, egyszikű, kétszikű Bevezetés Az Egészségügyi Világszervezet 2002-es jelentése szerint a világ népességének közel egyharmada szenved a nem megfelelő cink bevitel miatt, melynek aránya 4 73%-ig terjed a különböző országokban. A Zn hiánya számos problémát okozhat az emberi szervezetben. Az idegrendszer károsodása, a növekedés gátlása, a reprodukcióért felelős szervek károsodása, immunproblémák, bőrproblémák, megrendült egészségi állapot, étvágytalanság, sápadtság és hajhullás, mind az elégtelen Zn-bevitel következményeként említhető. A növényi sejtek fiziológiai károsodását figyelték meg cinkhiány esetén, amely növekedést, differenciálódását és fejlődését gátló tényező (Cakmak, 2000). A Zn nélkülözhetetlen mikroelem, azáltal, hogy enzimaktivátor és számos enzim alkotórésze. Részt vesz a fehérje-anyagcserében és az auxin termelésében, ezért fontos szerepet játszik a növekedés-szabályozásban (Kalocsai, 2006). A Zn hiánya súlyos károkat okozhat, különösen a cink hiányára érzékeny kultúrák esetén, mint a búza, rizs és kukorica. 135

138 A Zn hiánya a kétszikűek termésben is jelentős károkat okozhat. Az egy- és kétszikű növények tápanyagfelvételében számos különbség mutatkozik. Az első (Srategy I) adaptációs csoportba a nem fűfélék tartoznak. Ezekre a növényekre az a jellemző, hogy rizoszférájukat elsavasítják, ezáltal a talajban nehezen hozzáférhető tápelemeket oldhatóvá, mobilissá teszik. A második adaptációs mechanizmus (Strategy II) csak a fűféléknél figyelhető meg. Jellemző rájuk, hogy fitoszideroforokat választanak ki, amelyek kelát formában kötik a rizoszféra vasát (Fe III ) (Marschner et al., 1986). A fűfélék (Gramineae) Fe és valószínűsíthető, hogy Zn-hiány esetén is fitoszideroforokat (PS) választanak ki, így elősegítve azok mobilizálását és felvételét a növény számára (Römheld, 1991). Hazánk talajainak, nemzetközi összehasonlításban is gyenge a cinkellátottsága. A cinkhiányos területek nagysága meghaladja a megművelt terület 50 %-át (Kalocsai et al., 2006). A magas koncentrációban alkalmazott foszfor műtrágyák (Khosgoftarmanesh et al., 2006; Kremper et al., 2009), a magas ph és kalciumkarbonát-tartalom a fő okozói az akadályozott Zn felvételnek (Karimian és Moafpouryan, 1999). Különösen nagy a cinkhiányos területek aránya hazánk legjobb termőtalajú adottságokkal rendelkező Békés, Fejér és Tolna megyékben. A cink zömmel a talaj felső 30 cm-es rétegében található; cinkhiánnyal számolhatunk, ha a talaj felvehető cinktartalma kisebb, mint 1,4 mg kg -1. Ugyanakkor más kutatók szerint a talaj cinkhiánya 0,6 mg kg 1 és 2,0 mg kg 1 közötti Zn-ellátottságnál jelentkezik, a kivonási módszertől függően (Bhupinder et al., 2005). A MÉM NAK által meghatározott Zn-hiány kritikus szintje 1,5 mg kg 1, KCl-EDTA kivonási módszer esetén (MÉM NAK, 1979). Anyag és módszer Kísérleti növényként kukoricát (Zea mays L. cv. Reseda sc.), uborkát (Cucumis stativum L. cv. Delicatess) használtunk, így tekintetbe vettük az egy- és kétszikű növények eltérő tápanyagfelvételi mechanizmusát. A kukorica magok felületét 25 percig tartó 18%-os H 2 O 2 -os kezeléssel sterilizáltuk. A H 2 O 2 nyomait többszörös steril desztillált vizes öblítéssel távolítottuk el. Az utolsó öblítő folyadék a kukorica esetében az 5x10-3 M CaSO 4 volt. Ebben négy óráig áztak a szemek. A csíranövényeket geotróposan stimuláltuk. Függőlegesen állított nedves steril H 2 O szűrőpapír tekercsben, 22 C -on csíráztattuk. A 2,5 3,0 cm koleoptillal rendelkező csíranövényeket tápoldatra helyeztük, 2,5 l-es edénybe kukoricából 10, uborkából 4 növényt tettünk. Az ismétlések száma 3 volt. A növényeket a kísérlet során kontrolált környezeti tényezők mellett neveltük, a fényintenzitás 300 µmol m -2 s -1, a megvilágítás periodicitása (nappal/éjjel) 16 óra/8 óra volt, a hőmérséklet 20/24 C, a relatív páratartalom (RH) 65 70% körüli volt. A tápoldatokat háromnaponta cseréltük. A tápoldatok levegőztetése folyamatos volt. A növények neveléséhez az alábbi összetételű tápoldatot használtunk: 2,0 mm Ca(NO 3 ) 2, 0,7 mm K 2 SO 4, 0,5 mm MgSO 4, 0,1 mm KH 2 PO 4, 0,1 mm KCl, 1µM H 3 BO 3, 1µM MnSO 4, 0,25 µm CuSO 4, 0,01 µm (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24. A kukorica neveléséhez használt tápoldat megegyezett az uborka neveléséhez használt tápoldattal, azzal a különbséggel, hogy a bór koncentrációja az uborka tápoldatában 10 µm volt. A növények a vasat 10-4 M FeEDTA formában kapták. A kezelések a következők voltak: kontroll, -Zn (teljesen cinkhiányos), -Zn+NES. Az auxint szintetikus fomában (NES) alkalmaztuk, cseppenként adagolva a hajtáscsúcsra, háromnaponta. Az adagolás helyéül azért a hajtáscsúcsot választottuk, mivel az auxinok itt szintetizálódnak. Egyszeri kezelés: 1 csepp NES (0,03369g = 5,37x10-1 M)/növény/hajtáscsúcs. Tanulmányunkban a teljes cinkhiány és az auxin növényfiziológiai hatását vizsgáltuk laboratóriumi körülmények között a kísérleti növények növekedésére, szárazanyag gyarapodására, a hajtás teljes hosszára, a levelek számára, abszolút és relatív klorofilltartalmára. A szárazanyagtartalom meghatározása Ohaus (Svájc) típusú analitikai mérleggel, a levelek abszolút klorofill-a, klorofill-b, karotinoidok mennyiségének meghatározása Moran és Porath (1980) módszerével, valamint METEREK SP-830 Spektrometerrel történt. A levelek relatív klorofilltartalmának méréséhez SPAD 502 Minolta (Japán) készüléket használtunk, a méréseket a növény fejlettségi állapotának megfelelően, kukorica esetén a 7. és 14. napon, míg uborka esetén a 16. és 22. napokon végeztük el. 136

139 Eredmények A teljes cinkhiány jelentősen csökkentette mind a hajtás, mind a gyökér növekedését az egy- és kétszikűek esetén egyaránt (1. ábra). kontroll -zn kontroll -zn A) 1. ábra A teljes cinkhiány hatása 14 napos kukorica (A) és 23 napos uborka (B) csíranövények esetén. (Fotó: Bákonyi N., 2009). Figure 1. The effects of Zn deficiency on 14-day old maize (A) and 23-day old cucumber (B) seedlings. (Photo: N, Bákonyi; 2009). A cink szerepe a növekedési folyamatokban nagyon fontos. A -Zn-kezelés esetén, a növények fejlődése, növekedése akadályozott volt. A nem elégséges Zn-ellátás gátolta a megnyúlásos növekedésért felelős auxin szintézisét, így a növények nem fejlődtek és a növekedésben visszamaradtak. A cinkhiányos növények auxinkezelésekor számos eltérést tapasztaltunk a kontroll és teljesen Zn-hiányos tápoldaton nevelt növények között (1. táblázat). Kezelések kukorica uborka hajtás gyökér hajtás gyökér Kontroll 0,57±0,15*** 0,18±0,06*** 3,55±0,56* 0,86±0,11*** - Zn 0,37±0,12*** 0,12±0,04*** 2,46±0,06* 0,32±0,10*** - Zn+NES 0,37±0,12*** 0,13±0,04*** 2,50±0,36* 0,61±0,13*** 1. táblázat A különböző kezelések hatása a szárazanyag-felhalmozásban, kukorica és uborka csíranövényeknél (g növény -1 ) Szignifikáns eltérés a kontrollhoz képest: *p <0,05; **p<0,01; ***p<0,001 (kukorica: n=27±s.e., uborka: n=12±s.e.) Table 1. The effect of different treatments on the dry matter accumulation of maize and cucumber seedlings (g plant -1 ) Significant difference comparison to the control: *p <0.05, **p<0.01, ***p<0.001 (maize: n=27±s.e., cucumber: n=12±s.e.) B) 137

140 3. levél 2. levél A -Zn-kezelés minden esetben szignifikánsan csökkentette a szárazanyag-produkciót. A kukorica hajtása 36%-kal, az uborka gyökerének szárazanyag-felhalmozása pedig 64%-kal volt kevesebb, mint a kontroll. A NES-sel kiegészített cinkhiányos kezelés jelentős eltérést mutatott az uborka gyökérét illetően mind a kontroll, mind a teljesen cinkhiányos (-Zn) kezeléshez viszonyítva. A NES kiegészítés 91%-kal növelte a gyökér szárazanyag-felhalmozását a -Zn-kezeléshez képest, míg a többi esetben a cinkhiányoshoz közeli értékeket kaptunk. A szárazanyag-felhalmozás függ a fotoszintézis intenzitásától és a fotoszintetikus pigmentek mennyiségétől. Mértük a különböző kezelések hatását a 2. és 3. levelek relatív klorofilltartalmára (SPAD egység), amelynek eredményét a 2. táblázatban foglatunk össze. Kezelések Növény Mérés időpontja Mérés helye Kontroll - Zn - Zn+NES 7. napon 46,5±4,41 36,0±7,14*** 44,2±5,29* 2. levélen kukorica 45,1±4,50 37,5±6,48*** 47,1±5,12* 14. napon 3. levélen 45,3±3,84 39,5±6,04*** 48,9±4,25* 16. napon 50,8±1,19 31,6±3,00*** 48,7±2,97* 2. levélen uborka 52,6±0,79 35,9±1,73*** 51,0±4,09* 22. napon 3. levélen 52,9±2,37 29,0±5,89*** 51,6±4,25* 2. táblázat A különböző kezelések hatása a levelek relative klorofilltartalmára kukorica és uborka csíranövények esetén (SPAD egység) (kukorica: n=475±s.e., uborka: n=250±s.e.) Szignifikáns eltérés a kontrollhoz képest: *p <0,05; **p<0,01; ***p<0,001 Table 2. The effect of different treatments on the relative chlorophyll contents of maize and cucumber seedlings (SPAD unit) (maize: n=475±s.e., cucumber: n=250±s.e.) Significant difference comparison to the control: *p <0.05, **p<0.01, ***p<0.001 A 2. táblázat adatai szerint a -Zn kezelés hatására szignifikánsan csökkent a vizsgált levelek (2. és 3. levél) relatív klorofilltartalma a kontrollkezeléshez képest, ugyanakkor a NES-sel kiegészített (-Zn+NES) kezelésnél a kontroll értékeket megközelítő, vagy egy esetben (7%-kal) meghaladó eredményeket kaptunk. A kukoricánál mért eredmények közül, két esetben tapasztaltunk szignifikáns eltérést a kontrollhoz képest, melyek eltérő irányultságúak voltak. Mértük a vizsgált levelekben (2. és 3. levél) az abszolút klorofill-a, klorofill-b és karotinoidok mennyiségét és vizsgáltuk ezek egymáshoz viszonyított arányát a kezelések hatására (3. táblázat). mintavétel helye Kezelések klorofill-a klorofill-b karotinoidok klorofill-a/ klorofill-b aránya klorofill-a/ karotinoidok aránya Kontroll 16,51±1,72 4,91±0,80 4,77±0,64 3,39±0,26 3,48±0,45 - Zn 12,01±1,96* 2,75±0,40* 2,97±0,80* 4,36±0,37* 4,10±0,41* - Zn + NES 14,53±2,20 4,07±0,76 3,49±0,55* 3,59±0,21 4,16±0,08* Kontroll 18,26±1,05 6,13±0,93 5,21±0,75 3,01±0,31 3,53±0,32 - Zn 6,97±1,93*** 1,76±0,80* 1,58±0,46* 4,21±0,89 4,40±0,06** - Zn + NES 18,84±0,57 6,28±0,71 4,94±0,22 3,02±0,24 3,82±0,07 3. táblázat A különböző kezelések hatása a fotoszintetikus pigmentek mennyiségére és arányára, 14 napos kukorica csíranövény esetén (mg/g növény -1 ) Szignifikáns eltérés a kontrollhoz képest: *p <0,05; **p<0,01; ***p<0,001 (n=4±s.e.) Table 3. The effect of different treatments on the contents and ratio of photosynthetic pigments of 14-day old maize seedling (mg/g plant -1 ) Significant difference comparison to the control: *p <0.05, **p<0.01, ***p<0.001 (n=4±s.e.) 138

141 A teljesen cinkhiányos kezelés minden esetben szignifikánsan csökkentette a vizsgált fotoszintetikus pigmentek mennyiségét a kontrollhoz képest, különösen a fiatalabb 3. levélben mértünk kisebb mennyiséget, ahol mintegy 62%-kal kevesebb volt a klorofill-a. A -Zn kezelés esetén a szem Zn-készletének kimerülésével a fiatal levelek színe világosabb, pigmentekben szegényebb volt. Zn hiányában a NES kiegészítés hatására a levekben a klorofill-a, klorofill-b és karotinoidok mennyisége a kontroll közeli eredményeket mutatott. A 2. levélben mért karotinoidok mennyisége szignifikánsan (27%-kal) alacsonyabb volt a kontrollénál, ugyanakkor 17%-kal magasabb volt a teljesen Zn-hiányos kezeléshez képest. A 2. levél karotionidtartalmát a NES kiegészítés nem tudta a kontroll szintjére emelni. A fotoszintetikus pigmentek egymáshoz viszonyított aránya a cinkhiányos kezeléseknél a (2,6 3,6)-os normál pigment értéket jelző tartományon kívül esik, amely stresszre utal. Kivételt képez a 2. és 3. levélnél a klorofill-a és klorofill-b aránya a -Zn+NES kezelésnél. Az auxinkezelés ebben a két esetben tudta a cinkhiány kedvezőtlen hatását megszüntetni. Mértünk a kezelések hatását a kukorica hajtásának teljes hosszúságára és az uborka levelek számára (2. ábra). 2. ábra A Zn-hiány és a NES-kezelés hatása a 14 napos kukorica hajtásának teljes hosszúságára (cm növény -1 ) és a 23 napos uborka leveleinek számára (db növény -1 ) Szignifikáns eltérés a kontrollhoz képest: *p <0,05; **p<0,01; ***p<0,001 (kukorica: n=27±s.e., uborka: n=12±s.e.) Figure 2. The effect of Zn deficiency and NES on the total shoot length of 14-day old maize (cm plant -1 ) and number of leaves in case of 23-day old cucumber (db plant -1 ) seedlings Significant difference comparison to the control: *p <0.05, **p<0.01, ***p<0.001 (maize: n=27±s.e., cucumber: n=12±s.e.) Mérési eredményeink szerint a -Zn és -Zn+NES-kezelések szignifikánsan (-Zn: 25,77±3,88; -Zn+NES: 27,21±3,08) 44%; 41%-kal csökkentették kukorica hajtásának teljes hosszúságát a kontrollkezeléshez (45,98±8,26) képest. Vizsgáltuk az uborka levelek számát a kezelések hatására. A NES-sel kiegészített kezelésnél a kontrollkezelést meghaladó adatokat mértünk. A NES-sel kiegészített cinkhiányos kezelésnél 8,75±0,95 db levelet számoltunk, ami meghaladta (7,4%-kal) a kontrollkezelésnél mért 8,14±1,06-t. A teljesen Zn-hiányos uborka leveleinek száma (3,82±0,57) szignifikánsan, 53%-kal volt kevesebb a kontrollétól. Megvitatás Megfigyeléseink szerint a cinkhiány kedvezőtlenül hatott számos fiziológiai paraméterre, szignifikánsan csökkentette a hajtás, illetve gyökér növekedését mind az egy-, mind a készikű növények esetén. Zn-hiány következtében a szárazanyag-felhamozásban, a levelek számában, a növények magasságában szignifikáns csökkenést tapasztaltunk a kontrollkezeléshez képest. Az auxin kiegészítés az uborkánál hatásosabbnak bizonyult, mivel képes volt szignifikánsan csökkenteni a Zn-hiány okozta növekedés gátlást, illetve növelni a gyökér szárazanyag- 139

142 produkcióját, nőtt a levelek száma is. Zn hiányában a NES kiegészítés mintegy normalizálta, a kontroll szintjére emelte a fotoszintetikus pigmentek mennyiségét, ezzel a cinkhiány kedvezőtlen hatását mérsékelte. Irodalom Bhupinder, S., S. Kumar, A. Natesan, B. K. Singh, K., Usha 2005: Improving zinc efficiency of cereals under zinc deficiency. Current Science, 88(1): Cakmak, I., 2000: Possible roles of zinc in protecting plant cells from demage by reactive oxygen species. New Phytol., 146: Kalocsai R., 2006: A cink (Zn). MezőHír, 10(9): 38. Kalocsai R., Schmidt R., Szakál P. 2006: A Ca és Zn növénytáplálási jelentősége hazai talajaink tápanyag-ellátottságának függvényében. Agro Napló, 10(5): Karimian, N., Moafpouryan, G. R. 1999: Zinc adsorption characteristics of selected calcareous soils of Iran and their relationship with soil properties. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 30: Khoshgoftarmanesh, A. H., Shariatmadari, H., Karimian, N., Van Der Zee, S. E. A. T. M. 2006: Cadmium and zinc in saline soil solutions and their concentrations in wheat. Soil Science Society of America Journal, 70: Kremper R., Balláné Kovács A., Kincses S., Nagy P. T. 2009: Talajkivonószerek összehasonlítása cinkre a növény válasza alapján In: Belina K., Klebniczki J., Lipócziné Csabai S., Borsné Pető J. (szerk.): AGTEDU A Magyar Tudomány Ünnepe alkalmából rendezett tudományos konferencia kiadványa. Kecskemét. p Marschner, H., Römheld, V., Kissel, M. 1986: Different strategies in higher plants in mobilization and uptake of iron. J. Plant Nutr., 9: Buzás I., Fekete A. (szerk.) 1979: Műtrágyázási irányelvek és a műtrágyázás üzemi számítási módszere. MÉM NAK, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. p Römheld, V. 1991: The role of phytosiderophores in acquisition of iron and other micronutrients in graminaceous species: An ecological approach. Plant and Soil, 130: World Health Organization, 2002: The world health report 2002: Reducing risks, promoting healthy life. Abstract THE PHYSIOLOGYCAL EFFECTS OF ZN DEFICIENCY AND AUXIN TREATMENT ON MAIZE AND CUCUMBER SEEDLINGS NÓRA BÁKONYI 1, ÉVA GAJDOS 2, BRIGITTA TÓTH 2, MARIANNA MAROZSÁN 1, WALID M. EL-RODENY 4, LÁSZLÓ LÉVAI 3, SZILVIA VERES 3 1 University of Debrecen, Doctoral School of Hankóczy Jenő H-4032, Debrecen, Böszörményi u. 138., Hungary, 2 University of Debrecen, Doctoral School of Kerpely Kálmán 3 University of Debrecen, Institute of Plant Sciences, Department of Agricultural Botany and Crop Physiology 4 Centre of Agricultural Research, Institute of Field Crops Research, Food Legumes Research Section, P.O. Box 33717, Sakha Agricultural Research Station, Kafr El-Sheikh, Egypt Zinc (Zn) is an essential micronutrient needed not only for people, but also crops. Almost half of the world s cereal crops are deficient in Zn, leading to poor crop yields. In fact, one-third (33%) of the world's population is at risk of Zn deficiency in rates, ranging from 4% to 73% depending on the 140

143 given country. Zn deficiency in agricultural soils is also a major global problem affecting both crop yield and quality. The Zn contents of soils in Hungary are medium or rather small. Generally, the rate of Zn deficiency is higher on sand, sandy loam or soil types of large organic matter contents. High ph and calcium carbonate contents are the main reasons for the low availability of Zn for plants. It has been reported that the high-concentration application of phosphate fertilisers reduces Zn availability. Areas with Zn deficiency are particularly extensive in Békés, Fejér and Tolna County in Hungary, yet these areas feature topsoils of high organic matter contents. Usually, Zn is absorbed strongly in the upper part the soil, and it has been observed that the uptakeable Zn contents of soil is lower than 1.4 mg kg -1. Maize is one of the most important crops in Hungary, grown in the largest areas, and belongs to the most sensitive cultures to Zn deficiency. Zn deficiency can causes serious damage in yield (as large as 80 %), especially in case of maize. On the other hand, Zn deficiency can also cause serious reduction in the yields of dicots. One of the most important vegetables of canning industry is cucumber; wich is grown all over the world. In this study, we have investigated the effects of Zn deficiency on the growth of shoots and roots, relative and absolute chlorophyll contents, fresh and dry matter accumulation, total root and shoot lengths, the leaf number and leaf area of test plants in laboratory. Experimental plants used have been maize (Zea mays L. cv. Reseda sc.) and cucumber (Cucumis sativus L. cv. Delicatess). We have chosen a monocot and dicot plant to investigate the effects of Zn deficiency, because they have different nutrient uptake mechanism. It has been observed that the unfavourable effects of Zn deficiency have caused damage in some physiological parameters, and significantly reduced the growth, chlorophyll contents of monocots and dicots alike. 141

144 AZ AMMÓNIUM-NITRÁT ÉS A MICROBION UNC BAKTÉRIUMTRÁGYA HATÁSA AZ ANGOLPERJE TÁPELEMFELVÉTELÉRE BALLÁNÉ KOVÁCS ANDREA, KREMPER RITA és JAKAB ANITA Debreceni Egyetem, Agrár és Műszaki Tudományok Centruma, Agrokémiai és Talajtani Tanszék 4032 Debrecen, Böszörményi u. 138., Összefoglalás Tenyészedényes kísérletben az NH 4 NO 3 és a Microbion UNC baktériumtrágya hatását vizsgáltuk az angolperje tápelemfelvételére. A kísérletet mészlepedékes csernozjomon és meszes homoktalajon állítottuk be. Kezelésként növekvő N-adagokat alkalmaztunk, melyeket bizonyos kezelésekben baktériumtrágyával is kiegészítettünk. A perjét a tenyészidő során háromszor vágtuk. Jelen közleményünkben a perje N- és P-felvételét, a talaj 0,01 M CaCl 2 -oldható összes N-, NO 3 -N-, valamint AL-P 2 O 5 -tartalmának kezelések hatására bekövetkező változásait közöljük. A csernozjom talajon a perje által kivont N és P mennyisége minden edényben magasabb volt, mint a hasonló kezelésű, homoktalajon termesztett perje értéke. A javuló N-ellátással a kivont N mindhárom vágás növekményeinél arányosan emelkedett. A nagyobb N-adagok elsősorban a legnagyobb (N 3 ) adag jelentősebben megnövelték mindkét talaj CaCl 2 -oldható összes N-, és NO 3 -N-tartalmát. A Microbion UNC kedvező hatása a kivont N-értékekre az első vágás növekményeinél mindkét talajon határozottan jelentkezett, a 2. és 3. vágásnál azonban homoktalajon, az N 3 +Microbion UNC kombinált kezelés edényében kisebb kivont N-t mértünk az oltatlan edény (N 3 ) értékéhez képest. A talajoltás pozitív hatása a talajok CaCl 2 -oldható összes N- és NO 3 -N-tartalmára igazolhatóan jelentkezett. Az első vágásnál a kontrollhoz képest a legkisebb NH 4 NO 3 -adag hatására a perje által kivont foszfor mennyisége növekedett, a további N-adagok azonban nem növelték tovább, inkább egy kissé csökkentették ezeket az értékeket. A 2., 3. vágások növekményeinél a N-adagokkal arányosan emelkedett a kivont P mennyisége is. Ezzel összhangban a kísérlet végére a nagyobb adagú NH 4 NO 3 -kezelések edényeiben csökkent a mérhető AL-P 2 O 5 mennyisége. A talajoltás hatására javult a perje foszforfelvétele, a kísérlet végén mért AL-P 2 O 5 -értékekben azonban nem mutatkozott statisztikailag is igazolhatóan a baktériumtrágya hatása. Kulcsszavak: műtrágya, biotrágya, nitrogén, foszfor Bevezetés A fenntartható fejlődés célkitűzése a környezetünk védelme, a felszíni, felszín alatti vízkészleteink minőségének megóvása, talajaink ésszerű hasznosítása, termőképességének védelme, fokozása (Loch, 1999). Mindezek a környezetvédelem és a mezőgazdaságunk fontos közös feladatai, amelyeket átgondolt, összehangolt, tudatos tevékenységekkel lehet megvalósítani (Várallyay, 2002; 2005). A fenntartható mezőgazdasági fejlődés össztársadalmi érdek, megvalósítása az állam, a földtulajdonos közös feladata (Kovács és Csathó, 2005). A fenntartható mezőgazdaság gyakorlata a vetésforgók alkalmazása, a talajok szervesanyag-tartalmának növelése, a talajkímélő művelési módszerek alkalmazása, a szintetikus növényvédő szerek és műtrágyák használatának jelentős csökkentése (Szakál, 1999). A talajhasználat, illetve a gazdálkodás, növénytermesztés mikéntje jelentős hatással van a talaj termékenységére, mint ahogy a talaj termékenysége is alapvetően meghatározza a növénytermesztés sikerét. A talaj termékenységét, termőképességét jelentősen befolyásolja annak szervesanyag-tartalma. Az elmúlt évtizedek eleinte növekvő, majd jelentősen visszaeső műtrágya felhasználása jelentős különbségeket hozott létre a talajok szervesanyag-tartalmában. A hazai szakirodalomban többen is hangsúlyozzák a talaj szerves anyagainak minőségének, mennyiségének 142

145 fontosságát (Filep, 2008; Kismányoky, 2009), így a talajba juttatott szerves anyagoknak, szervestrágyázásnak igen nagy jelentőséget tulajdonítanak. Napjainkban az állatállomány drasztikus csökkenése miatt jelentős mértékben visszaszorult a felhasználható istállótrágya mennyisége. A talaj termékenységének, szervesanyag-tartalmának fokozására jelenthet egyfajta lehetőséget az úgynevezett baktériumtrágyák alkalmazása (Canbolat et al, 2006). A baktériumtrágya elnevezés alatt olyan készítményeket értünk, amelyek élő mikroorganizmusokat tartalmaznak, és amelyeknek fontos szerepe van a talajéletben, a növények tápanyagellátásában (Elkoca et al., 2008; El-Sirafy et al., 2006). Alkalmazásukkal olyan mikroorganizmusokat juttatunk a talajba, amelyek egyébként is részesei a talajéletnek, csak a mezőgazdaságban bekövetkezett kedvezőtlen változások miatt a számuk jelentősen csökkent. A baktériumkészítményekkel célzottan, bizonyos szempontból kedvező összetételű baktériumtörzseket (nitrogénkötőket, foszforoldhatóságot segítőket, cellulózbontókat) juttatunk a talajba, így javíthatjuk a talajéletet, a talajszerkezetet, ezáltal módosulhatnak a talajban bizonyos biológiai, mikrobiológiai folyamatok, melyek következményeként változhat a növények számára felvehető tápelemek mennyisége (Sturz et al., 2000; Kunda et al., 1984). A kereskedelmi forgalomban egyre nagyobb számban kaphatók a különféle baktériumkészítmények, illetve ezen szerek egyre nagyobb teret hódítanak a mezőgazdaságban. A biotrágyák nagy száma ellenére igen kevés a hazai szakirodalomban fellelhető, e témával foglalkozó tudományos közlemény (Kincses et al., 2008a; b). Keveset tudunk a baktériumkészítmények eltérő tulajdonságú talajokon történő viselkedéséről, műtrágyákkal együtt kombináltan alkalmazva a növények termésére, tápanyagfelvételére gyakorolt hatásaikról. E hiány pótlására tűztük ki célul, hogy megvizsgáljuk, hogy a növekvő adagokban alkalmazott NH 4 NO 3 és a Microbion UNC baktériumtrágya együttes felhasználása hogyan hat az angolperje tápelemfelvételére, illetve hogyan befolyásolja a talaj oldható tápelemeinek mennyiségét. Anyag és módszer A tenyészedényes kísérlethez Látókép környékéről származó mészlepedékes csernozjom talajt (1.), valamint Őrbottyán térségi meszes homoktalajt (2.) választottunk. Az alkalmazott talajok főbb tulajdonságait az 1. táblázatban foglaltuk össze. Talajok Hu% K A ph KCl AL-P 2 O 5 (mg kg -1 ) AL-K 2 O (mg kg -1 ) CaCl 2 -összes-n (mg kg -1 ) CaCl 2 -NO 3 -N (mg kg -1 ) 1. 3, ,43 252, ,8 49,2 2. 0, ,20 106,3 65,1 9,2 3,5 K A : Arany-féle kötöttségi szám 1. táblázat A kezeletlen talajok főbb jellemzői Table 1. Main properties of control soils A tenyészedényekbe a légszáraz talajokból 6 kg mennyiségeket mértünk be. Az edényeket az erre a célra készített kocsikon helyeztük el és nappal a szabadban, éjjel és eső esetén tető alatt tartottuk. A talajok öntözését súlykiegészítés alapján naponta végeztük, a víztartalmat a szántóföldi vízkapacitás 60 %-ára egészítettük ki. A kísérlet beállítása során növekvő NH 4 NO 3 -adagokat alkalmaztunk, mely mellett a megfelelő kezeléskombinációkban Microbion UNC baktériumtrágyát is adagoltunk a talajokhoz. A Microbion UNC egy kereskedelemben is kapható szilárd halmazállapotú baktériumtrágya, összetevői: mikroorganizmusok (Azotobacter vinelandii-b 1795, Bacillus megaterium-b 1091, Clostridium pasterianum, Azospirillum sp., Bacillus subtilis, Rhodobacter sp., Lactobacillus sp., Trichoderma reseei, Saccharomyces cerevisiae, Streptomyces sp.), azok által szintetizált hatóanyagok, GM-8 kukoricacsutka őrlemény és szárított sörélesztő. A kéttényezős kísérletet véletlen blokk elrendezésben, kezelésenként négy ismétlésben állítottuk be. 143

146 A nitrogén tápelem mellett minden edényben egységes P-, K-ellátást biztosítottunk (0,60g P 2 O 5 edény -1 és 0,60g K 2 O edény -1 ). A foszfort KH 2 PO 4 -oldat, a káliumot KH 2 PO 4 - és K 2 SO 4 - oldatok formájában juttattuk a talajba. A megfelelő tápoldatokat és a baktériumtrágyát gondosan homogenizálva kevertük el a talajjal. A kísérletben alkalmazott kezeléskombinációkat a 2. táblázat tartalmazza. Kezelés Kód N (g edény -1 ) Microbion UNC (g edény -1 ) 1. N N 1 0, N 2 1, N 3 1, N 0 +Microbion UNC 0 0,1 6. N 1 +Microbion UNC 0,60 0,1 7. N 2 +Microbion UNC 1,20 0,1 8. N 3 +Microbion UNC 1,80 0,1 2. táblázat A kísérlet kezelési terve Table 2. The scheme of treatments applied A perjét a tenyészidő során háromszor vágtuk. A növényi mintákat levegőn, majd szárítószekrényben 50 o C-on tömegállandóságig szárítottuk, daráltuk. A perje nitrogéntartalmát száraz égetéses elven működő elemanalizátorral (Nagy, 2000) határoztuk meg. A foszfort kénsavas roncsolást követően ammónium-molibdenát-vanadát színezéssel, molekula abszorpciós spektrofotometriás úton mértük. Az edényenként kivont nitrogén és foszfor mennyiségét a száraztömegek és az elemkoncentrációk ismeretében számoltuk ki. A vegetációs időszak végén minden edényből talajmintát vettünk, a mintákat megszárítottuk, daráltuk, majd a további analízis céljából átszitáltuk (<2mm). A talajmintákból 0,01 M CaCl 2 (Houba et al., 1986), valamint ammónium-laktát-ecetsav (ph=3,7) (Egner et al., 1960) kivonószerek segítségével talajkivonatokat készítettünk. A talajok könnyen oldható foszfortartalmát az AL kivonatokból fotometriásan, molibdénkék színezéses módszerrel határoztuk meg. A talajok 0,01 M CaCl 2 -ban oldható összes N- és NO 3 -N-tartalmát folyamatosan elemző contiflow rendszer segítségével követtük nyomon. Az eredmények között a statisztikailag igazolható eltérések kiszámításához Microsoft Excel statisztikai adatelemzésének kéttényezős varianciaanalízisét alkalmaztuk. Eredmények Az angolperje által kivont nitrogén mennyiségének változása a vágások és kezelések függvényében A homok és csernozjom talajokon termesztett angolperje által vágásonként kivont N mennyiségét a 3. táblázatban foglaltuk össze. A varianciaanalízis eredményeit a 4. táblázatban mutatjuk be. A 3. táblázat adataiból jól látható, hogy a kivont N mennyisége a jobb termőképességű csernozjom talajon termesztett perje esetén rendre magasabb volt, mint a meszes homokon termesztett növények értéke. Az első vágás esetén a kontroll edényben mért kivont N-értékéhez képest a legkisebb NH 4 NO 3 -adag homoktalaj esetén jelentősebb, csernozjomon kisebb értéknövekedést eredményezett. Az emelkedő műtrágyaadagok hatására a kivont N bár nem nagymértékben mindkét talajon tovább emelkedett. 144

147 NH 4 NO 3 NH 4 NO 3 + Microbion UNC 1. vágás (g edény -1 ) 2. vágás (g edény -1 ) 3. vágás (g edény -1 ) 1. vágás (g edény -1 ) 2. vágás (g edény -1 ) 3. vágás (g edény -1 ) homok csern homok csern homok csern homok csern homok csern homok csern N 0 0,030 0,146 0,018 0,066 0,025 0,095 0,030 0,151 0,013 0,077 0,032 0,106 N 1 0,367 0,442 0,080 0,140 0,046 0,085 0,402 0,455 0,098 0,164 0,056 0,097 N 2 0,412 0,549 0,273 0,420 0,099 0,129 0,454 0,607 0,313 0,415 0,102 0,133 N 3 0,469 0,583 0,492 0,659 0,203 0,295 0,499 0,656 0,452 0,672 0,186 0, táblázat Az angolperje által vágásonként kivont N átlagértékeinek (g edény -1 ) változása homok és csernozjom talajokon Table 3. Mean amount of N taken up by grass (per cuts) grown on sandy and chernozem soils SZD 5% homok csernozjom 1. vágás 2. vágás 3. vágás 1. vágás 2. vágás 3. vágás N-adagok 0,023 0,015 0,018 0,035 0,044 0,013 Microbion UNC 0,016 0,010 0,013 0,025 0,031 0, táblázat A kezelések hatása a vágásonként kivont N alakulására homok és csernozjom talajokon Table 4. Summary of ANOVA (F-test) for different source of variance A táblázatban közölt adatokból az is jól látható, hogy az 1. növekmény által kivont N- értékeire a baktériumtrágya alkalmazása is statisztikailag igazolható, pozitív hatással volt. A Microbion UNC baktériumtrágya NH 4 NO 3 adagjaihoz (N 1, N 2, N 3 ) történő kiegészítése minden esetben még tovább emelte a kivont értékeket, így az 1. vágás növénymintáinál a legmagasabb kivont N-értéket mindkét talajon az N 3 +Microbion UNC kezeléskombináció edényénél mértük. A 2. vágás növekményeinek kivont N-értékeit az előző vágáséval összehasonlítva megállapítható, hogy a 2. növekmény által kivont N mennyiségei a legmagasabb N-kezelés (N 3 ) kivételével az 1. vágás értékei alatt maradtak. Ez azt jelenti, hogy az 1. vágás növekményei az alacsonyabb nitrogénellátottságnál (N 0, N 1, N 2 ) a rendelkezésükre álló felvehető nitrogén nagy részét kivonták a talajból, ezekben az edényekben a második növekmény tenyészidejére kevesebb felvehető nitrogén maradt, ami a kivont nitrogén csökkenésében jelentkezett. A legnagyobb adagú műtrágyával (N 3 ) azonban már nagy mennyiségű ásványi nitrogént juttattunk a talajba, így az első vágás növekményei nem használták fel az összes tápanyagot, ekképpen még a 2. növekmény tenyészidejére is nagyobb mennyiségű felvehető nitrogén állt rendelkezésére. Az emelkedő N- adagok hatása a második vágás által kivont N-értékeinél határozottabban jelentkezett. A baktériumtrágya hatása a 2. vágás esetén nem minden N-adagnál és talajtípuson jelentkezett egyöntetűen. A növelő hatása a kivont nitrogénre homoktalajon az N 1 - és N 2 -adagokhoz történő kiegészítésekor figyelhető meg, azonban a legnagyobb (N 3 ) adagnál a baktériumos kiegészítés egy kissé csökkentette a kivont nitrogén mennyiségét. Csernozjom talajon csak kis mértékben (nem szignifikánsan) növekedett meg a kivont nitrogén mennyisége a talajoltás hatására. A 3. vágás növekményei által kivont N mennyisége tovább csökkent az előző két vágás értékeihez képest. Csak a kontroll edényben nevelt növények esetén figyelhető meg egy kismértékű kivont N-növekedés, mely a talajok természetes nitrogén-szolgáltató képességének időbeli változásával magyarázható. Az NH 4 NO 3 műtrágya növény által kivont N-re gyakorolt pozitív hatása a 3. vágás esetén is jelentkezett, homokon erőteljesebbnek bizonyult. A baktériumtrágyával is kiegészített edények növekményeinél a 3. vágásnál homoktalajon többnyire nem tapasztaltunk szignifikáns különbséget a megfelelő, csak műtrágyás edények értékeihez képest. A legnagyobb N-adag (N 3 ) esetén azonban, hasonlóan a 2. vágás eredményéhez, itt is csökkent kissé a kivont N mennyisége a talajoltás hatására. Csernozjomon a Microbion UNC elsősorban a kis N-adagokhoz történő kiegészítésekor növelte kis mértékben a kivont N mennyiségét. 145

148 Az angolperje által kivont foszfor mennyiségének változása a vágások és a kezelések függvényében A homok és csernozjom talajokon termesztett angolperje által vágásonként kivont foszfor mennyiségeit az 5. táblázatban foglaltuk össze, a varianciaanalízis eredményeit a 6. táblázatban mutatjuk be. NH 4 NO 3 NH 4 NO 3 + Microbion UNC 1. vágás (mg edény -1 ) 2. vágás (mg edény -1 ) 3. vágás (mg edény -1 ) 1. vágás (mg edény -1 ) 2. vágás (mg edény -1 ) 3. vágás (mg edény -1 ) homok csern homok csern homok csern homok csern homok csern homok csern N 0 9,46 41,66 8,26 19,75 11,24 39,96 9,19 45,24 6,27 22,44 17,30 42,52 N 1 51,08 71,53 21,04 31,46 17,91 28,96 57,79 68,79 25,03 36,07 22,21 31,34 N 2 48,59 70,03 43,35 59,91 28,38 37,27 51,80 72,26 46,10 64,77 28,04 37,98 N 3 46,67 65,27 50,95 76,95 33,22 52,89 49,74 73,01 51,58 79,76 32,25 51,80 5. táblázat Az angolperje által vágásonként kivont foszfor átlagértékeinek (mg edény -1 ) változása homok és csernozjom talajokon Table 5. Mean amount of P taken up by grass (per cuts) grown on sandy and chernozem soils SZD 5% homok csernozjom 1. vágás 2. vágás 3. vágás 1. vágás 2. vágás 3. vágás N-adagok 2,58 1,86 1,12 3,89 5,40 2,90 Microbion UNC 1,82 1,32 0,79 2,75 3,82 2,05 6. táblázat A kezelések hatása a vágásonként kivont foszfor alakulására homok és csernozjom talajokon Table 6. Summary of ANOVA (F-test) for different source of variance A kivont foszfor mennyisége a csernozjom talajon minden esetben magasabb volt, mint a meszes homokon termesztett növények értékei. Az 1. vágás növekményeinél a kontroll edényben mért kivont P-értékéhez képest a legkisebb NH 4 NO 3 -adag hatására homoktalaj esetén kb. ötszörösére, csernozjomon másfélszeresére emelkedtek az értékek. A tovább emelkedő nitrogénadagok hatására az értékek egyik talajon sem növekedtek tovább, inkább egy kismértékű csökkenést lehet megfigyelni. A javuló nitrogénellátás hatására bekövetkező nagymértékű termésnövekedéssel a felvehető foszfor mennyisége nem növekedett arányosan, így a kivont értékek kissé csökkentek. Az 5. táblázatban közölt adatokból az is jól látható, hogy az 1. növekmény által kivont P- értékeire a baktériumtrágya alkalmazása mindkét talajon kedvező hatással volt. A 2. vágás növekményei által kivont P-értékeket az előző vágáséval összehasonlítva megállapítható, hogy a 2. növekmény értékei a kisebb N-adagú kezelések edényeiben alacsonyabbnak mutatkoztak. A legnagyobb, N 3 -kezelés edényében azonban a 2. vágásnál magasabbnak adódtak a kivont P-értékek. A javuló nitrogénellátás hatására a kivont foszfor mennyisége a 2. vágásnál már mindkét talajon jól látható mértékben növekedett. A baktériumtrágyás kiegészítés kivont foszforra gyakorolt kedvező hatása a 2. vágás esetén is bár nem minden esetben szignifikánsan jelentkezett. Mindkét talajon elsősorban az N 1 - és N 2 - adagokhoz történő kiegészítésekor megfigyelhető meg nagyobb mértékű növelő hatása. A 3. vágás növekményei által kivont P mennyisége tovább csökkent az előző két vágás értékeihez képest. Csak a kontroll edény esetén figyelhető meg egy kismértékű kivont P-növekedés a 2. és 3. vágások időrendjében. Ez valószínűleg a talajok természetes foszforszolgáltató képességének változásával magyarázható. 146

149 Az NH 4 NO 3 műtrágya növény által kivont P-ra gyakorolt pozitív hatása mindkét talajon a 3. vágás esetén is mutatkozott. A baktériumtrágyával is kiegészített edények növekményeinél ezen vágásnál csak az N 0 és kisebb dózisú (N 1, N 2 ) műtrágyás kombinált kezeléseknél jelentkezett magasabb kivont foszfor a megfelelő, nem oltott talajú edények értékeihez képest. A talajok 0,01 M CaCl 2 -oldható NO 3 -N, összes-n, valamint az AL-P 2 O 5 értékeinek változása A 0,01 M CaCl 2 kivonatban mérhető NO 3 -N és összes-n mennyiségeit, valamint az AL- P 2 O 5 értékeit a két talajtípus esetén a 7. táblázatban láthatjuk. homok (Őrbottyán) csernozjom (Látókép) N-kezelés Microbion UNC SZD 5% N- Microbion UNC SZD 5% - + (N) kezelés - + (N) CaCl 2 -NO 3 -N (mg kg -1 ) N 0 3,19 2,75 N 0 5,09 4,00 N 1 2,75 2,55 N 1 3,27 2,95 N 2 3,23 3,83 N 4,32 2 3,45 3,21 N 3 15,98 19,91 N 3 13,81 19,05 2,71 átlag 6,29 7,26 átlag 6,41 7,30 SZD 5% (Microbion UNC): 3,05 SZD 5% (Microbion UNC): 1,92 CaCl 2 -összes-n (mg kg -1 ) N 0 6,94 6,93 N 0 16,47 15,20 N 1 6,52 6,22 N 1 15,20 14,33 N 2 6,94 7,74 2,99 N 2 16,52 14,46 2,72 N 3 20,60 20,85 N 3 26,33 29,92 átlag 10,25 10,43 átlag 18,63 18,48 SZD 5% (Microbion UNC): 2,12 SZD 5% (Microbion UNC): 1,92 AL-P 2 O 5 (mg kg -1 ) N 0 141,1 143,7 N 0 191,3 200,7 N 1 125,4 123,6 N 1 190,3 184,0 N 2 122,9 114,7 N 5, ,3 171,9 N 3 108,7 119,4 N 3 185,4 172,3 9,62 átlag 124,5 125,3 átlag 188,8 182,2 SZD 5% (Microbion UNC): 4,19 SZD 5% (Microbion UNC): 6,80 7. táblázat A 0,01 M CaCl 2 -oldható NO 3 -N, összes-n, valamint az AL-P 2 O 5 (mg kg -1 ) változása a N-adagok és Microbion UNC baktériumtrágya kezelések hatására Table 7. The changes of quantities of CaCl 2 -NO 3 -N, CaCl 2 -total-n and AL-P 2 O 5 (mg kg -1 ) of soils as influenced by NH 4 NO 3 and Microbion UNC applications A tenyészidő végén a kisebb adagú NH 4 NO 3 -kezelések edényeiben mindkét talajon igen alacsony CaCl 2 -NO 3 -N-értékeket mértünk. (2,75 5,09 mg kg -1 ), csak a legnagyobb adagú, N 3 - kezelés edényeiben mértünk magasabb CaCl 2 -NO 3 -N-koncentrációt, homokon 15,98 19,91 mg kg -1, csernozjomon 13,81 19,05 mg kg -1 értékeket. Megfigyelhető, hogy az N 3 -kezelésű oltott edények talajaiban, mindkét talajtípuson magasabbnak mutatkoztak a CaCl 2 -NO 3 -N-értékek a megfelelő, csak műtrágyás kezelés értékeihez képest. A talajok CaCl 2 -oldható összes N-tartalmát összehasonlítva megállapítható, hogy a csernozjomon minden edényben magasabbnak adódtak ezek az értékek és a növekvő NH 4 NO 3 - adagok hatására bár nem arányosan emelkedtek, csak a legnagyobb, N 3 -adag edényeiben növekedtek meg jelentősebb mértékben. A Microbion UNC baktériumtrágya alkalmazása még tovább emelte az értékeket ezekben az edényekben. A legmagasabb CaCl 2 -oldható NO 3 -N és CaCl 2-147

150 oldható összes N-tartalom mindkét talajon a N 3 +Microbion UNC kezelésű edényekben mutatkozott, a legalacsonyabb értékeket pedig a kontroll edény talajkivonataiban mértük. A talajok AL-P 2 O 5 eredményeit tekintve jól látható, hogy a csernozjom talaj könnyen oldható foszfortartalma minden edényben magasabb volt a homoktalajon mért értékekhez képest. A növekvő NH 4 NO 3 -kezelések hatására az AL-P 2 O 5 -értékekben csökkenő tendencia figyelhető meg, ami mindkét talajon statisztikailag igazolható. Ez a változás összhangban van a növény kivont foszfortartalmának változásával, ami a javuló nitrogénellátással növekedett, így a talajban egyre csökkent a könnyen oldható, felvehető foszfor koncentrációja a talajban. A baktériumtrágya alkalmazása egyik talajon sem befolyásolta statisztikailag igazolható mértékben a kísérlet végén mérhető, könnyen oldható foszfor mennyiségét. Összefoglalásul megállapítható, hogy a csernozjom talajon minden kezelésnél magasabb perje által kivont nitrogént és foszfort, CaCl 2 -oldható összes N és NO 3 -N frakciókat és magasabb AL-P 2 O 5 -t mérhettünk a homoktalaj értékeihez képest, ami a csernozjom nagyobb tápanyagszolgáltató képességével magyarázható. Mind az ásványi nitrogénadagok, mind a baktériumtrágya mindkét talajon növelték a növény által kivont nitrogén mennyiségét, fokozták a 0,01M-os CaCl 2 kivonatok összes N- és NO 3 -N-értékeit. A javuló nitrogénellátással, a termés növekedésével a növény által kivont összes foszfor is emelkedett, a talaj AL-oldható foszfortartalma csökkent. A talajoltás hatására fokozódott a növény foszforfelvétele, azonban a Microbion UNC alkalmazása nem befolyásolta statisztikailag is igazolható mértékben a kísérlet végén mérhető AL-P 2 O 5 mennyiségét. Az NH 4 NO 3 hatása a vizsgált paraméterekre mindkét talajon erőteljesebbnek bizonyult, a baktériumtrágya hatása elsősorban a csernozjomon volt statisztikailag igazolható és elsősorban a kisebb NH 4 NO 3 -adagokhoz történő kiegészítésekor bizonyult kedvezőbbnek. Irodalom Canbolat, M. Y., Barik, K., Cakmakci, R., Sahin, F. 2006: Effects of mineral and biofertilizers on barley growth on compacted soil. Acta Agriculturae Scandinavica, 56: Egner, H., Riehm, H., Mingo, W. R. 1960: Untersuchungen über die chemische Bodenanalyse als Grundlage für die Beurteilung des Nährstoffzustandes der Böden. Kungl. Lantbrukshögsk. Ann., 26: Elkoca, E., Kantar, F., Sahin, F. 2008: Influence of nitrogen fixing and phosphorus solubilizing bacteria on the nodulation, plant growth, and yield of chickpea. Journal of Plant Nutrition, 31: El-Sirafy Z.M., Woodard, H. J., El-Norjar, E. M. 2006: Contribution of biofertilizers and fertilizer nitrogen to nutrient uptake and yield of Egyptian winter wheat. Journal of Plant Nutrition, 29: Filep T. 2008: Az oldott szervesanyag-tartalom (DOM) és a talajtulajdonságok összefüggése. Agrokémia és Talajtan, 57(1): Houba, V. J. G., Novozamsky, I., Huybregts, A. W. M., Van Der Lee, J. J. 1986: Comparison of soil extractions by 0,01 M CaCl 2, by EUF and by some conventional extraction procedures. Plant and Soil, 96: Kincses S., Nagy P. T., Kremper R. 2008a: Baktériumtrágyák hatása az angolperje (Lolium perenne) termésére különböző típusú talajon. AGTEDU2008 Tudományos Konferencia Kecskemét. p Kincses S., Nagy P. T., Kremper R. 2008b: A mű és baktériumtrágya hatása a növény-talaj rendszer makrotápelem-forgalmára tenyészedénykísérletben. 50. Jubileumi Georgikon Napok Keszthely, szeptember p Kismányoky T. 2009: Az őszi búza NPK mű- és szervestrágyázásának vizsgálata tartamkísérletekben, gabona vetésforgóban. Növénytermelés, 58: Kovács G. J., Csathó P. (szerk.) 2005: A magyar mezőgazdaság elemforgalma 1901 és 2003 között. Agronómiai és környezetvédelmi tanulságok. MTA TAKI Budapest. 148

151 Kunda, B. S., Gaur, A. C. 1984: Rice responses to inoculation with nitrogen fixing and P- solubilizing micro-organics. Plant and Soil, 79: Loch J. 1999: A tápanyag-gazdálkodás aktuális kérdései Magyarországon. Tiszántúli Mezőgazdasági Tudományos Napok Debrecen, Agrokémiai és Talajtani Szekció. DATE Kiadvány. p Nagy P. T. 2000: Égetéses elven működő elemanalizátor alkalmazhatósága talaj- és növényvizsgálatokban. Agrokémia és Talajtan, 49(3 4): Sturz A. V., Christie, B. R., Nowak, J. 2000: Bacterial Endophytes: Potential Role in Developing Sustainable Systems of Crop Production. Critical Reviews in plant Sciences, 12(1): Szakál F. 1999: A fenntartható mezőgazdaság és szerepe a vidéki térségek fejlődésében. A Falu, 14(2): Várallyay Gy. 2002: A talaj multifunkcionalitásának szerepe a jövő fenntartható mezőgazdaságában. Ötven éves az Acta Agronomica Hungarica. Jubileumi tudományos ülés, november 19. MTA Mezőgazdasági Kutatóintézet, Martonvásár. p Várallyai Gy. 2005: Klímaváltozások lehetséges talajtani hatásai a kisalföldön. Agro-21 füzetek, 43: Abstract EFFECT OF AMMONIUM NITRATE AND MICROBION UNC BACTERIAL FERTILIZER ON THE NUTRIENT UPTAKE OF RYEGRASS ANDREA BALLÁNÉ KOVÁCS, RITA KREMPER and ANITA JAKAB Debreceni Egyetem, Agrár és Műszaki Tudományok Centruma Agrokémiai és Talajtani Tanszék H-4032 Debrecen, Böszörményi u. 138., Hungary, Greenhouse pot experiment with calcareous chernosem soil and sandy soil was conducted to study the effect of NH 4 NO 3 and Microbion UNC biofertilizer on the nutrient uptake of ryegrass (Lolium perenne L.) We applied increasing NH 4 NO 3 doses, with or without application of Microbion UNC bacterial fertilizer. The ryegrass was cut three times during the growing season. In this paper we present the amount of nitrogen and phosphorus taken up by plant, and the changes of 0,01 M CaCl 2 total-n, CaCl 2 -NO 3 -N and AL-P 2 O 5 as influenced by NH 4 NO 3 and Microbion UNC applications. The amount of N and P taken up by grass grown on chernozem soil were higher than that of values on sandy soil. Increase of NH 4 NO 3 doses significantly increased N uptake of plant in all three cuts and in both soils. The higher N doses -especially the highest one (N 3 )- inreased tha CaCl 2 -total-n and CaCl 2 -NO 3 -N of both soils. Positive effect of Microbion UNC on N uptake appeared in the first cut in both soils. In sandy soil, in the 2. and 3. cuts we measured lower N values in combined, N 3 +Microbion UNC treatment compared to appropriate treatment beeing not inoculated (N 3 ). The application of bacterial fertilizer increased the CaCl 2 -total-n and CaCl 2 -NO 3 -N in both soils. Compared to control, the N 1 dose caused enhanced P uptake by plant, but higher doses (N 2, N 3 ) did not cause increment any longer. Due to these doses the amount of P taken up by plant decreased. In the 2. and 3. cuts there was positive interaction between N doses and amount of P taken up by plant. In pots with higher NH 4 NO 3 doses we measured lower AL-P 2 O 5 values compared to control. Application of bacterial fertilizer significantly improved the amount of P taken up by grass, but we did not measured different AL-P 2 O 5 values in inoculated and in not inoculated pots. 149

152 JAVÍTHATÓ A TALAJBIOLÓGIAI AKTIVITÁS EGY ÖKOLÓGIAI GAZDÁLKODÁS VETÉSFORGÓ PARCELLÁIBAN SZÁRNYASOK BEVONÁSÁVAL BIRÓ BORBÁLA 1, 2, DOMONKOS MÓNIKA 1, 3, PUSZTAI PÉTER 4 és RADICS LÁSZLÓ 4 1 MTA Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet, Talajbiológiai és -biokémiai Osztály, Rhizobiológiai Kutatórészleg 1022 Budapest, Herman Ottó út 15., 2 Dunaújvárosi Főiskola, Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszék, Dunaújváros 3 Szent István Egyetem, Mezőgazdasági és Környezettudományi Kar, Gödöllő 4 Corvinus Egyetem, Ökológiai Gazdálkodási rendszerek Tanszék, Budapest Összefoglalás Egy ökológiai tangazdaság vetésforgó parcelláiban a talajok összes mikrobiológiai aktivitását vizsgáltuk két éven keresztül szezonális rendszerességgel. A kísérleti parcellák olyan organikus gazdálkodási formákat képviseltek, amelyek stabil termelési feltételeket adnak a kertészeti termékek előállításához, de szárnyasok bevonásával akár plusz haszon is keletkezhet és a talajok termékenysége fenntartható módon megmaradhat. A rendszeres vizsgálatokhoz az összes mikroorganizmus élő anyagcsere-aktivitását kimutató Fluoreszcens-Di-Acetát (FDA) enzimes aktivitást alkalmaztuk. A kísérleti területen a baromfik (tyúkok, pulykák) jelenléte és a vetésforgó alakulása szerint öt különböző kezeléskombinációt alakítottunk ki árpa, here és burgonya növényekkel. A baromfiállomány az első parcellán került kihelyezésre. Két vizsgálati év során évszaki rendszerességgel vettünk mintákat a talaj felső, 20 cm-es rétegéből. Az eredményeket a klimatikus tényezőkkel (csapadék, hőmérséklet) is összevetettük. Az FDA módszerrel vizsgált összes talaj-mikrobiológiai aktivitásnak határozott szezonális és évjárati jellegű változásait mutattuk ki, összefüggésben a tesztelt csapadék és hőmérsékleti adatokkal. A vizsgálat két évében az értékek szignifikánsan eltértek, legnagyobb aktivitást a vizsgálat csapadékosabb első évében tapasztaltunk. A mérsékelt égövön a talajokra jellemző nyári mikrobiális aktivitás-csökkenés a szárnyasok bevonásával kivédhetőnek bizonyult, azaz az FDA aktivitás javulása következett be a nyári meleg és szárazság idején is a többi parcellával összehasonlítva. Ennek okaként a talajokban a felvehető tápanyagszint javulása, illetve annak folyamatossága mellett a nagyobb növényi produkció, illetve a baromfitrágya eredményeként lúgosabbá vált ph is közrejátszik. A környezetvédelmi és a gazdaságossági szempontok tehát jól összeegyeztethetőnek bizonyultak a vizsgálati időszakban. A talajbiológiai aktivitás mérésének FDA módszerét nemzetközi kézikönyvben is bemutattuk és további monitoringra javasoljuk. Kulcsszavak: fenntartható gazdálkodás, enzimaktivitás, talajélet, talajtermékenység Bevezetés A növényi produkciót, a termés mennyiségét és minőségét a növény genetikai tulajdonságain és a környezeti tényezőkön kívül a talajtulajdonságok határozzák meg elsősorban. A talajok termékenységét az alapvető fizikai-, kémiai- és biológiai tulajdonságokon túl annak művelési módja, az agrotechnikai műveletek is erősen befolyásolják (Füleky, 1999; Biró, 2005; Kátay, 2006; Birkás et al., 2007). Ezek sorában a mű- vagy szervestrágyázással lehet pótolni a növénytermesztés során lekerülő makro- és/vagy mikroelemeket. A trágyázás ezáltal közvetlen vagy közvetett módon hatással van a talajokban a mikroorganizmusok élettevékenységére is (Monori et al., 2008). Általában elmondható, hogy minél intenzívebb a mikroorganizmusok működése, élettevékenysége, annál nagyobb a talajok biológiai aktivitása is (Kiss, 1958). A talajbiológiai aktivitás meghatározására számos esetben történtek módszertani javaslatok. A mikrobiális aktivitás 150

153 mérésére leginkább a talajlégzés, azaz a CO 2 -kibocsátás vizsgálata terjedt el. Ezekkel az összes aktivitás számba vehető a klasszikus, egy-egy mikrobacsoportot szelektív táplemezekkel kitenyésztő (Angerer et al., 1998) módszerrel szemben. További eljárás lehet az úgynevezett mikrobiális biomassza mennyiségének a mérése is (Szili-Kovács et al., 1997), vagy bizonyos enzimek aktivitásának a kimutatása (Szabó, 1986). Számos fizikai-kémiai-biológiai tulajdonság között a talajok nehézfém-szennyezettsége miatt bekövetkező degradációt egy erőmű közelében tartamhatásban a talajenzimek jelezték leginkább. Az öt vizsgált enzim érzékenysége azonban jelentősen eltért egymástól; egyenes pozitív, jól kimutatható korrelációt a talajok szennyezettségével és a hatóidővel arányosan leginkább az invertáz enzim vizsgálata adott (Mikanová et al., 2001). Az enzimek aktivitása a talajban számos fizikai és kémiai sajátosságtól függ, a szennyezettség mellett kiemelhető például a tápanyag- és sótartalom, a talajsavanyúság, a hőmérséklet, a művelési módok, a növénykultúrák és még sok egyéb talaj- és környezeti tényező befolyásoló hatása (Szegi, 1976). Az ökológiai gazdálkodás alapelvei közé tartozik, hogy a trágyázást lehetőleg saját gazdaságon belül kell megoldani (Radics, 2001). A szerves trágyák között a baromfitrágya is javítja a talajok biológiai tulajdonságait. A baromfitartás a magyar állattenyésztés meghatározó eleme. Az ökológiai gazdálkodásban előkerültek a szabadtartásos baromfitartó rendszerek. Az állatok számának szoros összefüggésben kell lenni a trágyázandó terület nagyságával a trágyázásnak a főleg tartós alkalmazásokat követő környezetkárosító hatásai miatt (Radics és Seregi, 2005). Feltételeztük, hogy a nyers, feldolgozatlan állati ürülék rövid és hosszabb távon is hatással van a talaj bizonyos fizikai-kémiai- és biológiai tulajdonságaira. Ennek bizonyítására egy ökológiai gazdálkodás 5 parcelláját vizsgáltuk. Ezeken vetésforgót alkalmaztak úgy, hogy az egyik parcellán mindig szárnyas állomány volt szabadtartásban. A parcellák elrendezését, a növényállományt és a vetésforgó alakulását az 1. táblázat mutatja be. Vizsgáltuk a parcellák talajában a talajbiológiai tulajdonságok közül az összenzim-aktivitás alakulását egyféle módszerrel, illetve azt, hogy kimutatható-e a szárnyasok hatása a talajélet alakulására? A baromfitartás eredményeként vajon milyen a változások dinamikája és a talajélettel való összefüggése szezonálisan vagy évjárathatásban két vizsgálati periódusban? Kísérleteinkhez a háttér-lehetőséget a Magyar baromfi genetikai alapok felhasználása piacképes Hungaricum termékek előállítására, egységes minőségbiztosítási rendszer kialakítása című GAK-3 pályázat biztosította. Ehhez kapcsolódóan a talajok biológiai aktivitását az összmikrobális enzimaktivitás fluoreszcens-diacetát-analízisének (FDA) vizsgálatával követtük nyomon korábbi adatok alapján a Villányi et al. (2006) által közöltek szerint. A pályázat célkitűzése egy olyan gazdálkodási egység kialakítása volt, amely azon kívül, hogy gazdaságilag is jelentős biotermékek előállítását biztosítja; a szárnyasok bevonásával akár plusz terméket (húst, tojást) is előállít, de nem utolsó sorban segíti a növénytermesztést a talajfertőtlenítésen, kártevő-mentesítésen és gyomszabályozáson keresztül a talajállapot javításával is. Szabadföldi kísérlet Anyag és módszer A kísérletbe vont parcellák a Soroksári Kísérleti Üzem és Tangazdaság egyik sík fekvésű területén helyezkednek el. A tangazdaság területét erdősáv veszi körül. A parcellákat csak szántóföldi művelésű táblák övezik. A talaj enyhén humuszos, csernozjom jellegű homok. Gyengén meszes, enyhén bázikus kémhatású (ph (KCl) : 7,61; K A : 34,42; N-tartalom (NH 4 +NO 3 ) mg/kg: 8,66; Al-P 2 O 5 mg/kg: 359,14; Al-K 2 O mg/kg: 103,55; Na mg/kg: 72,73). A talaj gyorsan felmelegedő, de gyorsan le is hűlő, jó vízáteresztő képességű és jó levegőzöttségű. Kiszáradásra hajlamos, ezért a területre öntözőrendszert telepítettek, de a kísérleti parcellákon kiegészítő öntözést nem alkalmaztak. A terület nagysága 150 m x 40 m, ebben 5 parcella helyezkedik el, egyenként 40 m x 30 m nagyságúak. A kísérleti munka első szakasza én kezdődött, és ig tartott. A ös év az előkészítő év volt, amely idő alatt a talajt kiegyenlítő vetéssel készítették elő. A kiegyenlítő 151

154 vetés betakarítása után, az ökológiai állattartás feltételeinek betartása mellett, szeptember 5- től, 480 db előnevelt pulykát helyeztek ki a területre. A kísérlet második évében a tavaszi vetést követően az érintett I-es parcellára 240 db magyar tyúkot helyeztek ki, majd a 8 hetes nevelési időszak után a teljes állomány levágásra került. Az év második felében 480 db fajtatiszta előnevelt csirkét telepítettek. A kísérlet négy éves vizsgálati szakaszában az 1. táblázatban jelzett vetésforgó kezeléseket alkalmazták. Parcellák A vetésforgó kezelései évenként I Tyúk Burgonya Ugar II Gabonatarló + Árpa-here Here Tyúk III pulyka Burgonya Ugar Árpa-here IV Here Tyúk Burgonya V Ugar Árpa-here Here 1. táblázat. A vetésforgó alakulása az ökológiai gazdálkodás öt parcelláján A mikrobiológiai mintavételek a os években történtek Table 1. Crop rotation at the 5 plots of ecological farming experiment Microbiologically sampled in A terület a kísérlet első évében nem volt felparcellázva, de a mintavétel már akkor is a parcelláknak megfelelően, az átlók mentén történt, 15 cm-ről vett pontmintákkal. A parcellánkénti 4-4 mintából 2-2 átlagmintát készítettünk. Az 5 mintavétel ideje: augusztus és november, május, augusztus és október. 1. ábra A fotométerrel mérhető fluoreszcein színe a Villányi et al. (2006) által közölt FDA vizsgálat során Figure 1. Fluorescein, ready to analyse it in spectrophotometer, method published by Villányi et al. (2006) Laboratóriumi vizsgálatok A talajmintákból az összes anyagcserét folytató (katabolikus) enzimes aktivitást, azaz a Fluorescein-Di-Acetát-hidrolizis (FDA) értékeit határoztuk meg a Schnürer és Rosswall (1982) által leírt módszer Villányi et al. (2006) által közölt gyakorlati tapasztalatok alapján. Az előzetesen vett, a mintavétel után azonnal fagyasztva eltárolt mintákat szobahőmérsékletűre való felengedés után 152

155 Fluoreszcein (Fl/µl) homogenizáltuk és 3-3 ismétlést készítettünk. Ezt követően a mintákhoz 15 ml foszfát-puffert adtunk, majd ehhez 0,2 ml fluoreszcein-diacetátot pipettáztunk. A minták 2 órás rázatásos, 30 C-os inkubációját követően a reakciót acetonnal leállítottuk. Centrifugálás után a mintákat 490 nm-en fotometráltuk. Az eredményeket az 1 g talajban 2 óra alatt kapott értékek megadásával mutatjuk be. A fotometrálható fluoreszcens színt az 1. ábra mutatja. Statisztikai analízis A kísérleti adatok feldolgozása és rendszerezése Microsoft Excel programmal történt. A mérési adatok statisztikai elemzését egyváltozós varianciaanalízissel, majd T-próbával végeztük. Eredmények és megvitatásuk A parcellák összes enzimaktivitása az 5 mintavétel alapján a vizsgálati időszakban Az FDA egy általánosan elfogadott módszer a teljes (összes) mikrobiológiai aktivitás mérésére. A fluoreszcein diacetát (3 6 -diacetil-fluorescein) egy színtelen vegyület, melyet az enzimek széles spektruma képes hidrolizálni és ennek eredményeként fluoreszcein és ecetsav keletkezik. FDA-t hidrolizálnak a szabad és a membránnal határolt enzimek. Mivel a fluoreszcein észterei apolárisak, így nagyobb nehézség nélkül képes áthatolni a sejthártya kettős lipidrétegén. A hidrolízis eredményeképpen keletkező fluoreszcein azonban poláris természeténél fogva, bent reked a sejtben, elszíneződést produkál, amit spektrofotométerrel lehet kimutatni a kezelésekkel arányos módon. Ez az általános módszer a termőföldek vizsgálatára is alkalmas. Az 2. ábra az öt parcella talajainak a két éves vizsgálatsorozat különböző időpontjaiban vett összesített FDA értékeit mutatja be Összes fluoreszcein parcellánként Parcellák száma 2. ábra A vizsgálati időszak két évében összesen keletkezett fluoreszcein mennyisége 1 g talajban a parcellákon A parcellák kezeléseit az 1. táblázat jelzi (SzD5 % =24,44) Figure 2. Total fluorescein in 1 g soils of the different plots, measured during the two examination periods Treatments are shown in Table I. (LSD 5% =24.44) A teljes területen összesen keletkezett fluoreszcein mennyiségében szignifikáns különbség nem adódott, de a 2. parcella enzimaktivitása tendenciájában magasabb. Ennek okaként a vizsgálati időszak második évében az adott parcellán alkalmazott vegyes, kettős növényborítottságot, azaz a pillangós és az egyszikű gabona egymás-utáni jelenlétét feltételezzük, ami egy magasabb aktivitást eredményezhet a monokultúrás állapothoz viszonyítva. Ez a tulajdonság a vetésforgónak az adott parcellára vonatkozó jellegéből adódik. A szárnyasok jelenlétének az 1. parcellában a vizsgálati rövid periódusban (2005 augusztusától 2006 novemberéig) nem jelentkezett kimutatható összesített hatása a tanulmányozott

156 Fluoreszcein (Fl/µl) FDA aktivitásra. Szignifikáns különbség a módszerrel összesítve esetleg a tartós alkalmazásnál várható, de a 2 éves tanulmányozási periódus, ennek igazolására nem adott lehetőséget. Az enzimaktivitás évszakos változásai a mintavételi időpontok szerint A 2. ábrán is a teljes területen keletkezett fluoreszcein mennyiségét mutatjuk be, de nem a parcellák, hanem a mintavételi időpontok alakulása szerint. Megállapíthatjuk a területen az enzimaktivitásban jelentkező évszakos különbségeket. A két késő nyári időpontban (1. és 4. mintavétel) a legkisebb a vizsgált öt parcellára összesen kimutatható fluoreszceintartalom a talajokban, amit a környezeti körülményekben bekövetkezett rosszabbodással magyarázunk. A nyári időszakban a növények nagy zöldtömeg fejlesztése utáni kevesebb tápanyagtartalom, valamint a nagyobb hőmérséklet és a víztartalom hiánya együttesen is hozzájárul a talajok mikrobiális aktivitás-csökkenéséhez. Ezt követően az őszi csapadékosabb, bár hűvösebb időjárás hatására ismét megnövekszik az FDA aktivitás és a téli, kedvezőtlenebb időszak után megint a tavaszi időpontban alakul ki egy maximum. Az ilyen jellegű szezonalitás a mérsékelt égövön, így hazánkban is jellemző a talajok egyéb, más mikrobiológiai módszerekkel kimutatható aktivitására is. Füzy és munkatársai (2003) az arbuszkuláris mikorrhiza gombák (AMF) hazai szikeseken tapasztalt hasonló általános szezonális ingadozásáról, azaz egy kora-tavaszi és egy őszi, de alacsonyabb szintű maximumról számoltak be. A nyári időszakban szikes talajokon sem az addig befolyást gyakorló sótartalom, hanem a vizsgálatokat megelőző 3 heti (20 napi) csapadék-összeg volt a leginkább meghatározó a növénytáplálást segítő arbuszkuláris mikorrhiza gombák aktivitására. Az is kimutatásra került ezekkel a megállapításokkal párhuzamosan, hogy a gombák növény-táplálást segítő tevékenysége a szárazság bekövetkezésének hatására javult, amely tény növény-mikroba kapcsolat, azaz a szimbiózis kölcsönös előnyeit jelzi Összes fluoreszcein mintavételenként Mintavételi időpontok 3. ábra. Az összes fluoreszcein mennyisége a mintavételi időpontok (2005: 8,31; 11,15; 2006: 5,26; 8,31; 10,17) szerint az öt parcella talajában (SzD5 % =29,08) Figure 3. Total fluorescein production at the 5 plots seasonally as a function of the sampling dates (2005: 8.31, 11.15, 2006: 5.26, 8.31, 10.17) (LSD 5% = 29.08) A 4. ábrán a szárnyasok bevonásával kialakított 1. parcella enzimaktivitását ábrázoltuk az egyes mintavételi időpontok szerint. Kimutatható, hogy az 1. és a 4. időpont eredménye szignifikánsan eltér a többi időponttól az 2. ábrához hasonlóan. A szezonális hatás tehát ebben az esetben is jelentkezett, de a legmagasabb enzimaktivitást a korábbiakkal ellentétben a szárnyasokat is bevonó 1. parcellánál a két nyári időpontban kaptuk

157 Fluoreszcein(Fl/μl) I. parcella enzimaktivitása mintavételenként Mintavételi időpontok 4. ábra Az első parcella enzimaktivitásának változása a mérési időpontok (1-5, lásd 2. ábra) szerint (SzD5 % =16,65). A szignifikánsan különböző oszlopokat kiemeltük Figure 4. Total enzyme activity of the 1 st plot at different sampling (1-5, see Figure 2). Significantly different columns are labelled (LSD 5% =16.65) A statisztikailag is kimutatható hatások oka az állati ürülék folyamatos tápanyag-kiegészítő és ph-érték-növelő hatása lehet, ami a leginkább jelentkező környezeti stressz, a nyári meleg és szárazság hatására növelni képes a talajok biológiai aktivitását. A tápanyag-kiegészítést és a baromfiállomány hatására bekövetkező talajállapot-változást ezért a talajtulajdonságoknak, a megfelelő talajminőség kialakulásának egy lényeges elemeként értékeljük FDA aktivitás, havi középhőmérséklet és csapadékmennyiség 19, ,2 4, , Mérési időpontok FDA (Fl/nl) Középhőm. ( C) Csap. (mm) 57 13, ábra Az FDA aktivitás a mintavételi hónap középhőmérséklete és a csapadék mennyisége az 1. parcellán a mintavételi időpontok (1-5, lásd 3. ábra) szerint Figure 5. FDA activity, mean temperature and precipitation at the 1 st plot as a function of sampling times (1-5, see Figure 3.) Az enzimaktivitás évjárat szerinti alakulása A két vizsgálati év rendszeres mintavételezéseinek eredményeképpen lehetőségünk volt az enzimaktivitások évjárati alakulását (5. ábra) is nyomon követni a tesztelt parcellákon. Ennek eredményeként a két egymást-követő évben a legkritikusabb nyári időszakban vett minták FDA aktivitásának az alakulását az 6. ábrán mutatjuk be. A 2. parcellán a évben kiemelkedően magas értékeket kaptunk, annak ellenére, hogy a év a parcellák szempontjából egységesebb volt. A teljes területen 2005-ben elővetemény és pulykaállomány is volt, és csak a évben kezdődött a vetésforgó. Az ábrán jól megfigyelhető az évjárathatás jelentkezése. 155

158 Fluoreszcein Fl/µl Fluoreszcein Fl/ul Nyári minták enzimaktivitása parcellánként nyári minta nyári minta Parcellák 6. ábra A 2005 és 2006-os évi nyári talajminták FDA enzimaktivitásának alakulása a vetésforgó 5 különböző parcelláján (lásd 1. táblázat) Figure 6. FDA enzyme activity of summer samples in 2005 and 2006 at the 5 plots (see table 1) of the crop-rotation Az 7. ábrán a két őszi időpontban vett talajminták enzimaktivitását hasonlítottuk össze. Ezek között is általában a évi méréseknél kaptuk a legmagasabb értékeket. Az évjárathatás tehát ebben az esetben is nagyon jól megfigyelhető, mivel az 1. parcella kivételével az első vizsgálati év értékei magasabbnak adódtak Őszi minták enzimaktivitása parcellánként őszi minta őszi minta Parcellák 7. ábra A és 2006-os évi őszi talajminták FDA enzimaktivitásának alakulása a vetésforgó 5 különböző parcelláján (lásd 1. táblázat) Figure 6. FDA enzyme activity of autumn samples in 2005 and 2006 at the 5 plots (see table 1) of the crop-rotation Az FDA analízis jól alkalmazható technikának bizonyult és arányosan, a kezeléshatásoknak megfelelően jellemezte a talajok mikrobiális aktivitását. A módszer az egyes baktérium-sejt-szuszpenziók mérésére alkalmas műszeres analízisek eredményei mellett (Kamnev et al., 2006) a talajokra vonatkozó, szabadföldi összes mikrobiológiai értékeket mutatja ki, aminek fontosságát Szili-Kovács és Török (2005) is hangsúlyozta. A kontroll, szárnyasokat nem tartalmazó parcellák fluoreszcein mennyiségeiben jelentkező eltérések a domborzati viszonyokkal is magyarázhatók. A mikrobiális aktivitás ugyanis a talajok, parcellák víztartalmára is igen érzékenyen reagál és ezért a területi lejtés miatt nagyobb víztartalmú legalsóbb parcellán adódtak magasabb értékek. A talajok víztartalmának változása az eredményeink alapján is kritikus környezeti tényező a mezőgazdaságban és a környezetvédelemben, ahogy arra Várallyay (1997) is rámutatott. Az FDA aktivitásban leginkább szezonális, évszakos változásokat tudtunk kimutatni a korábbi egyéb mikrobiológiai megfigyelésekkel összhangban (Füzy et al., 2006; 2008). Ennek 156

159 megfelelően a nyári szárazság és meleg általában a talajok mikrobiális aktivitásának a lecsökkenését vonja maga után, és a legnagyobb aktivitás a tavaszi hóolvadást és melegedést követi. Ez a tendencia a mérsékelt égövi klimatikus körülmények között általános más mikrobiológiai tulajdonságokra vonatkoztatva is, de az ökológiai termesztés során a szárnyasok bevonásával a nyári klimatikus stressznek a talajéletben bekövetkező hatásai mérsékelhetők voltak. Az eljárást, mint rendszeres vizsgálatokra alkalmas monitorozó módszert nemzetközi kézikönyvben is bemutattuk (Villányi et al., 2006). Az organikus termesztésnek és a szárnyasok talajéletre gyakorolt hatásainak a tartamhatású megállapításához az FDA módszer további alkalmazása javasolt. Következtetések Az ökológiai vetésforgó-művelésnél a szárnyasok betelepítése kedvezően hatott a talajok mikrobiológiai tulajdonságaira. A vizsgálatok leginkább kritikus nyári időszakában a talajbiológiai enzimes, fluoreszcein-diacetát (FDA) aktivitás értékei a szárnyasok jelenlétével javultak. Az FDA módszer alkalmas a talajbiológiai aktivitásban bekövetkező változások nyomon követésére (Villányi et al., 2006). További vizsgálatokat javaslunk a környezetvédelmi és a gazdaságossági szempontok hosszabb távú figyelemmel kísérésére. Köszönetnyilvánítás Támogatta a GAK-3 program. A környezetbarát megoldásokat kétoldalú CSIC-HAS, BOKU-TAKI, RAS-HAS projektek is kutatják. Módszertanilag az OTKA (K 68992), a TÁMOP (422-08/1/ ) és az EU-Fp7 Soil-CAM projektjeihez is kapcsolódik. Köszöntjük az MTA TAKI Talajbiológiai és -biokémiai osztályának, a Soproni Talajbiológiai Iskola jogutódjának 50 éves és az osztály Rhizobiológiai Kutatórészlegének 10 éves évfordulóját! Irodalom Angerer I. P., Biró B., Köves-Péchy K., Anton A., Kiss E. 1998: Indicator microbes of chlorsulfuron addition detected by a simplified soil dilution method. Agrokémia Talajtan, 47: Biró B. 2002: Talaj és rhizobiológiai eszközökkel a fenntartható növénytermesztés és környezetminőség szolgálatában. Acta Agronomica Hungarica, 50: Biró B., Varga G., Németh T., Hartl W. 2005: Soil quality and nitrate percolation as affected by the horticultural and arable field conditions of organic and conventional agriculture. Acta Agricult. Scandinav., Sect. B - Soil Pl. Sci., 55: Biró B. 2005: A talaj, mint a mikroszervezetek élettere. In: Stefanovits P., Michéli E. (szerk.): A talajok jelentősége a 21. században. Magyarország az ezredfordulón. Stratégiai Kutatások a Magyar Tudományos Akadémián. II. Az agrárium helyzete és jövője. MTA Társadalomkutató Központ, Budapest. p Birkás M., Jolánkai M., Stingli A., Bottlik L. 2007: Az alkalmazkodó művelés jelentősége a talaj- és klímavédelemben. KLÍMA-21 Füzetek, 51: Füleky Gy. (szerk.) 1999: Tápanyag-gazdálkodás. Mezőgazda kiadó, Budapest. Füzy A., Tóth T., Biró B. 2006: Seasonal dynamics of mycorrhiza (AMF) colonization in the rhizosphere of some dominant halophytes. Agrokémia, Talajtan, 56: Füzy A., Biró B., Tóth T., Hildebrandt, J., Bothe, H. 2008: Drought, but not salinity determines the apparent effectiveness of halophytes colonized by arbuscular mycorrhizal fungi. J. Plant Physiology, 165: Mikanová, O., Kubát, J., Mikhailovskaya, N., Vörös I., Biró B. 2001: Influence of heavy metal pollution on some biological parameters in the alluvium of the Litavka river. Rostl. Výroba, 47(3):

160 Kamnev, A. A., Tugarova, A. V., Antonyuk, L. P., Tarantilis, P. A., Kulikov, L. A., Perfiliev, Yu. D., Polissiou, M. G., Gardiner, P. H. E. 2006: Instrumental analysis of bacterial cells using vibrational and emission Mössbauer spectroscopic techniques. Anal. Chim. Acta, : Kátai J., 2006: Changes in soil characteristics in mono-and triculture longterm field experiment. Agrokém. Talajtan, 55: Kiss I. 1958: Talajenzimek. In: Csapó M. J.: Talajtan, Bukarest. Monori I, Blaskó L, Zsigrai Gy, Biró B 2008: TERRASOL compost from sheep manure. In: V. Koutev (ed.): 13 th RAMIRAN International Conference. Potential for simple technology solutions in organic manure management. Albena, Bulgaria. Ambrozia NT Ltd. p Radics L. (szerk.) 2001: Ökológiai gazdálkodás. Budapest, Dinasztia Kiadó. Radics L., Seregi J. 2005: Ökológiai szemléletű állatitermék-előállítás. Budapest, Szaktudás Kiadóház. Schnürer, J, Rosswall, T. 1982: Fluorescein diacetate hydrolysis as a measure of total microbial activity in soil and litter. Applied Enviromental Microbiology, 43: Szabó I. M. 1986: Az általános talajtan biológiai alapjai. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Szegi J. 1979: Talajmikrobiológiai vizsgálati módszerek. Budapest, Mezőgazdasági kiadó. p Szili-Kovács T., Gulyás F., Anton A., Biró B. 1997: Application of some biological methods for the indication of the soil environmental quality. Acta Microbiol. Immunol. Hu., 44: Szili-Kovács T., Török K. 2005: Szénforrás-kezelés hatása a talaj mikrobiális aktivitására és biomasszájára felhagyott homoki szántókon. Agrokémia és Talajtan, 54: Várallyay Gy. 1997: Environmental relationships of soil water management. In: Nagy J. (ed.): Soil, plant and environment relationships. DAU, Debrecen. p Villányi I., Füzy A., Angerer I., Biró B. 2006: Total catabolic enzyme activity of microbial communities. Fluorescein diacetate analysis (FDA). In: Jones, D. L. (ed.): Understanding and modelling plant-soil interactions in the rhizosphere environment. Handbook of methods used in rhizosphere research. Chapter 4.2. Biochemistry. Swiss Federal Research Institute WSL, Birmensdorf. p Abstract ENHANCED SOIL-ENZYMATIC ACTIVITY BY POULTRIES IN CROP ROTATION PLOTS OF AN ECOLOGICAL FARMING SYSTEM BORBÁLA BIRÓ 1, 2, MÓNIKA DOMONKOS 1, 3, PÉTER PUSZTAI 4 and LÁSZLÓ RADICS 4 1 Laboratory of Rhizobiology, Dept. Soilbiology, -biochemistry, Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry of Hungarian Academy of Sciences H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15., Hungary, 2 College of Dunaújváros, Dept. Natural Sciences and Ecology, Dunaújváros 3 University Szent István, Institute of Agriculture and Ecology, Gödöllő 4 University Corvinus, Dept. Ecological Farming systems, Budapest The total soilmicrobial enzymatic activity was measured regularly in seasonal and annual variability (for 2 consecutive years) by using the fluorescein-di-acetate (FDA) hydrolysis in an ecologycal farm of Soroksár, Hungary. The treatments were developed according to the organic agricultural practice with a parallel production of other healthy foods (meet, eggs) beside the usual crop production. As a normal consequence of to this approach, the productivity of the soils will become sustainable on an en environmental-friendly way. The aim of our study was to demonstrate the positive effect of the poultries (turkeys, chickens) on the soil-health and also on the soil-fertility, through the soilenzymatic activities. Regular assessments of the total catabolic enzyme activity were performed by 158

161 using the Fluorescent-Di-Acetate (FDA) analysis, which can show the soil-biological status of the soils. There were 5 different treatment used on the experimental site (Soroksár, Hungary) by involving the poultries on the usual crop rotation practice with barley, clover and potato. The poultries was applied at the 1 st plot. Upper 0-20 cm of the soil was sampled regularly on a seasonal and biannual variability. The results of soil-enzymatic activity were correlated by the temperature and precipitation data of the site. There was a clear seasonal pattern and an annual variability found regarding the measured FDA activities of the soils. Those data was in close relation with the precipitation and with the temperature status of the site. When considering the annual variability, a significantly greater activity was found in the first year as a consequence of the better precipitation status. In the temperate climate the enhanced soil-biological activity develops at spring, while the summer stress reduces it in general, and there is another peak at autumn. That reduced summer activity of the soil-microbes could be eliminated and improved by involving the poultries into the crop-rotation system. Reason of this phenomenon could be the improved and more continuous availability of the soil-nutrients, the enhanced (more basic) soil-ph and the greater plant-production. According to the study reasonable combination of ecological and economical interests can be potentially possible by using poultries in ecological farming systems. FDA activity, as potential soil-biological indicator method was introduced to international manual book. 159

162 A TALAJERŐ-GAZDÁLKODÁS RÉGI-ÚJ LEHETŐSÉGE, ÉDESCSILLAGFÜRT A KEDVEZŐTLEN TERMŐHELYI ADOTTSÁGÚ AGROÖKOLÓGIAI KÖRZETEKBEN BORBÉLY FERENC, HENZSEL ISTVÁN és TÓTH GABRIELLA DE-AGTC KIT Nyíregyházi Kutató Intézet 4400 Nyíregyháza, Westsik V. u. 4-6., Összefoglalás A mezőgazdasági termelés alapját képező termőföld védelme, racionális hasznosítása nemzetgazdasági érdek, a vidék népességmegtartó képességének záloga. A gazdálkodás eredményességének, a termelés hatékonyságának egyik legnagyobb mértékben meghatározó tényezője a talajtermékenység. Kialakítása, fenntartása állandó odafigyelést, összehangolt tevékenységet igényel. A talajerő-gazdálkodás nemcsak a makro-, és mikrotápanyagok, vagy a szervesanyag-visszapótlás, hanem ebben nagyon fontos szerepet játszik a vetésszerkezet növényeinek kiválasztása, azok sorrendjének meghatározása is. Jelentős hatást gyakorol a talajtermékenység alakulására a talajművelés; a műveletek eszközei, száma és a munka minősége. A savanyú talajok éppen fizikai, kémiai tulajdonságai következtében egysíkú vetésszerkezetének bővítését teszi lehetővé az édescsillagfürt, mely nemcsak elviseli a savanyú talajokat, hanem kimondottan ezeken termeszthető szántóföldi kultúra. Mélyen gyökerező, a legtöbb nitrogént gyűjtő pillangósvirágú, magas fehérjetartalmú, sokoldalúan felhasználható takarmánynövény. Közvetlen talajjavító hatása mellett, mely általában az utána következő növény %-os terméstöbbletében realizálódik, közvetett hatásaként a fehérjedús takarmánytermelés növelésen keresztül az állatállomány fejlesztését is lehetővé teszi. Kulcsszavak: elővetemény-érték, növénysorrend, talajtermékenység Bevezetés A növénytermesztés eredményességét, a termésátlagok alakulását alapvetően a talajtermékenység határozza meg, amely viszont a termelés során, megfelelő tápanyag-visszapótlás hiányában egyre csökken. Liebig már az 1840-es években rámutatott, hogy a kultúrnövények terméshozamainak huzamosabb ideig való fenntartása csak úgy lehetséges, ha a terméssel kivont tápanyagok pótlásáról gondoskodunk. A használat során azonban a talajoknak nemcsak a tápanyagtőkéje, hanem szervesanyag-tartalma, illetve humuszkészlete is jelentősen fogy (Kreybig, 1952; Tisdale és Nelson, 1966). Tekintettel arra, hogy a szerves anyagnak a talajtermékenység alakulása mellett rendkívül fontos szerepe van a talajok regenerálódási folyamataiban, a kedvezőtlen külső hatások kivédésében, ezért növeléséről, lehetőség hiányában legalább pótlásáról feltétlen gondoskodni kell. A talajok szerves anyaggal való ellátásának kétségtelen, egyik legközvetlenebb módja az istállótrágyázás, de nem ez az egyedüli megoldás. Bizonyos körülmények között hatásosabb lehet a talajjavító növények megfelelő arányú termesztése, a kellően megszervezett talajhasználat (Kemenesy, 1956). A talaj humusztartalmát Vetter (1959) szerint a vetésforgó szerkezeti összetétele nagyobb mértékben befolyásolja, mint a külön adagolt szerves trágya. A gyökérzet igen fontos szerepet tölt be a talaj termékenységének alakulásában, annál is inkább, mivel a termőréteget tulajdonképpen az eredeti növényformáció hozza létre, s így a termesztett növények sem ronthatják el a talajtermékenységet, sőt fokozzák, ha megfelelő körültekintéssel és helyesen állítjuk össze a növényi sorrendet (Fekete, 1958). 160

163 A talajerő-gazdálkodás, vagyis a talaj termékenységének kialakítására, fenntartására és fokozására irányuló tevékenység mutat rá Kemenesy (1956), szerteágazó, körültekintő szakértelmet igénylő feladat, a mezőgazdaság szinte valamennyi mozzanatára ki kell terjedni a figyelemnek és az üzem majdnem valamennyi ágazatát érinti és lényegében nem egyéb humuszgazdálkodásnál. Kemenesy (1956) a talajerő-gazdálkodást három biotechnikai tényező köré csoportosítja: 1.) a talajhasználat (zöldtrágyázás, gyökérmaradványok vetésforgó stb.), amely alapvető tényezője a humuszgazdálkodásnak, 2.) a trágyázás, amely a legközvetlenebbül érinti a célkitűzést és 3.) a biológiai talajművelés, amely részben a talajérettséget hivatott elősegíteni, részben pedig serkenteni a talajerő mozgósítását. Kreybig (1956) szerint szintén e három tényező a legfontosabb, és a kis termésátlagok okainak az ezekben elkövetett hibákat tartja, s e tényezők szakszerűsítésével az országos a termésátlagok %-kal növelhetők lennének. Arra vonatkozóan, hogy jobb gazdasági eredményt miként lehet leggyorsabban elérni, Westsik (1941) a következőket javasolja: Tehát a rendszeres trágyázáson, okszerű talajművelésen, jó vetőmagon és növényápoláson kívül igen nagy súlyt kell helyeznünk a szántóföld növénytermesztési beosztására, annyival inkább, mivel a tervszerű növényi sorrend, vagyis a helyes vetésforgó az az eszköz, melynek döntő befolyása van a gazdálkodás jövedelmező voltára. A továbbiakban megjegyzi, hogy a felsoroltak közül a helyes vetésforgó kialakítása és véghez vitele egyedül az, ami nem ró a gazdára anyagi terhet. A talajerő-visszapótlás kérdésének megoldása elsődlegesen azokban a kedvezőtlen talajadottságú tájkörzetekben jelentette és jelenti ma is a legnehezebb feladatot, amely térségekben a legnagyobb szükség lenne rá. Nevezetesen a gyenge termékenységű talajokon, ahol éppen a talajok fizikai, kémiai tulajdonságai következtében csekély az eredményesen termelhető takarmánynövények száma. Kevés a takarmány, kevés az állat, nincs elegendő istállótrágya a talaj termőerejének fenntartásához sem, nemhogy a gazdálkodás eredményességének alapját biztosító növeléséhez. Az állatnélküli gazdálkodás a kutatók és gyakorló gazdák egybehangzó véleménye szerint mindennek nevezhető csak könnyűnek nem, s inkább specialistáknak, vagy művészeknek való, egyenértékű a humusznélküliséggel (Scheffer és Kolbe, 1958; Groh, 1958 cit. Schüller, 1961). Kemenesy (1956) attól függetlenül, hogy az adott területen a zöldtrágya, vagy az istállótrágyázás hatása nagyobb, a szervestrágyázás mindkét formáját szükségesnek tartja. Az eddigi vizsgálatok szerint ugyanis, míg a zöldtrágyából általában gyorsan lebomló, rövidebb ideig tartó táphumusz képződik, addig az istállótrágyából viszont tartósabb humusz-frakció gazdagítja a talajt. Általában a pillangósvirágú növények és köztük a csillagfürt talaj termékenységére gyakorolt kedvező hatását a földműveléssel foglalkozók hamar felismerték. Az ókor mezőgazdasági szakírói, Theophrasztosz (Kr.e ), Cato (Kr.e ), Varro (Kr.e ), Columella (Kr.u. 1. század), Plinius (Kr.u ) és mások írásaikból tudjuk, hogy a régi görögök, a rómaiak és az egyiptomiak már ismerték a csillagfürt talajgazdagító hatását, étkezési,- és takarmányozási értékét, de mérgező tulajdonságát is. Jó tanácsokat adnak termesztésére vetés, betakarítás idejére, módjára a mag étkezés, illetve takarmányozás előtti előkészítésére, a mérgező anyagok eltávolítási módjára stb. Abból, hogy a korabeli szakirodalom ilyen részletességgel foglalkozik a csillagfürttel, termesztésének és felhasználásának ismertetésével, arra lehet következtetni, hogy a görög római birodalomban általánosan elterjedt és megbecsült szántóföldi kultúrnövénynek számított a fehérvirágú csillagfürt (Lupinus albus L.), melynek termesztésbe vételét valószínű a görögök kezdték el. Később termesztése mindinkább a zöldtrágyázás irányába tolódott. Közép-európai terjedésének kezdete 1783-tól számítható, amikor II. Frigyes király Németország egyes körzeteiben elrendelte kötelező termesztését (Németh és Kurnik, 1970). El nem évülő érdemeket szerzett Borrach, aki Németországban, 1841-ben elsőként állította kísérletbe a rövidebb tenyészidejű sárgavirágú (Lupinus luteust L.), és a kékvirágú, vagy keskenylevelű (Lupinus angustifolius L.) csillagfürt-fajokat, melynek eredményeként a csillagfürttermesztés gyorsütemben terjedt. 161

164 Terjedéséhez külön lendületet adott, amikor felismerték légköri nitrogéngyűjtését, valamint azt, hogy zöldtrágyának tarlóba is vethető (Schultz-Lupitz, 1881 cit Fehér, 1954). A termesztési kedv további növeléséhez nagymértékben hozzájárultak a németországi csillagfürttermesztés és zöldtrágyázás tudományos megalapítójának Schultz-Lupitz-nak, savanyú, gyenge termékenységű homoktalajú gazdaságában elért eredményei. A gazdaság talajának termőképességére vonatkozóan közli, hogy kezdetkor a rozs magtermése hektáronként 400 kg volt, ami 20 év csillagfürttermesztés hatására 1100 kg-ra nőtt. Az 1874-től 1888-ig tartó időszakban a csillagfürt zöldtrágyás vetésforgóban a burgonya termése 9,5 t/ha-ról, 19,35 t/ ha-ra emelkedett. A zöldtrágya és istállótrágya hatásának összehasonlítására beállított kísérletében a burgonya hektáronként: istállótrágya után 14,6 tonna, csillagfürt zöldtrágya után 23,4 tonna termést adott. A csillagfürt zöldtrágyázás kedvezőbbnek bizonyult, s mintegy 60 %-kal növelte a termés mennyiséget. A magyarázatot keresve vizsgálata szerint, amíg a burgonya gyökerei az istállótrágya után a talaj felső 45 cm-es rétegében helyezkedtek el, addig a csillagfürt után 120 cm mélységig lehatoltak a talajba (Schultz-Lupitz, 1895 cit Németh és Kurnik. 1970). Hasonlóak a magyarországi megfigyelések is. Ajtay (1957) tapasztalata, hogy a savanyú nyírségi futóhomokokon a csillagfürt zöldtrágya nemcsak versenyez az istállótrágyával, hanem hatásában felül is múlja azt. Vetésforgó kísérletei alapján Westsik (1960) rámutat, hogy a savanyú homoktalajokon a zöldtrágyázás előnyösebb, mint az istállótrágyázás. Közismertté vált mondása: Homokon az istállótrágya hevít, a zöldtrágya üdít. A zöldtrágyázás több ezer éves múltra tekint vissza. A zöldtrágyázás jelentőségének és módjának, a különböző zöldtrágyanövényeknek a talaj fizikai, kémiai tulajdonságaira, a talajéletre gyakorolt hatásának tanulmányozásával kapcsolatos szakirodalom több ezerre, a csillagfürtök vonatkozásában is több százra tehető. Úgy gondoljuk, ezek ismertetése túlhaladná e dolgozat kereteit, de nem is ez a cél, tehát ezektől eltekintünk. A legfontosabb növénytani sajátosságokról, tulajdonságokról, irodalmi adatok és saját vizsgálatok, megfigyelések alapján, egy rövid áttekintést adunk. Nem lenne azonban teljes a csillagfürtre vonatkozó összeállítás, ha előtte nem emlékeznénk, meg von R. Sengbusch német növénynemesítő munkásságáról, akinek a világon elsőként sikerült 1928-ban egy édescsillagfürtöt, azaz takarmányozásra kiválóan alkalmas fajtát kinemesíteni és ezzel tulajdonképpen a keserű, mérgező anyagokat tartalmazó vadnövényből értékes, magas fehérjetartalmú kultúrnövényt előállítani. A sárgavirágú édes csillagfürtöt (L. luteus L.) rövidesen követte a kékvirágú, vagy keskenylevelű (L. angustifolius L.), valamint a fehérvirágú (L. albus L.) édes fajták forgalomba kerülése. Ma már a termelők rendelkezésére álló csillagfürtfajokkal és változatokkal a csillagfürttermesztés a savanyú laza homoktalajoktól a vályogon keresztül az agyagig terjed és hasznosítása a zöldtrágyától, a zöldtakarmányon keresztül a mag, abrak takarmány értékes koncentrált fehérje komponenseként, vagy élelmiszeripari alapanyagként történő felhasználásáig terjed. Hazánkban a savanyú és erősen savanyú talajok együttes területe mintegy 2,2 2,5 millió hektár. A csillagfürttermesztésre alkalmas agroökológiai körzeteket az 1. ábra mutatja. A csillagfürttermesztés jelentőségét, gazdálkodásban betöltött szerepét Borbély, (2006) az alábbiakban foglalja össze: nemcsak eltűri, hanem kimondottan a savanyú talajokon díszlik; a talajok tápanyagkészletével szemben különösebb követelményt nem támaszt, a hüvelyes növények közül a legigénytelenebb; mélyre hatoló gyökérrendszerével a talaj mélyebb rétegeibe mosódott tápanyagokat is hasznosítani tudja; agresszív gyökérsavaival a nehezen felvehető tápanyagokat képes feltárni, s ezzel nemcsak a maga, hanem az utána következő növények számára is mobilizálni; az egyik legtöbb ( kg/ha) légköri nitrogént megkötő pillangós virágú növényünk; a gyökerek lazítják az altalajt és nagymennyiségű szerves,- és tápanyagot hagynak vissza; 162

165 1. ábra Magyarország csillagfürt termesztésére alkalmas agroökológiai körzetei Figure 1. Agroecological districts which are suitable for lupin production in Hungary kiváló elővetemény, az utána következő növény terméstöbblete %; a mag fehérjetartalma magas (35 48 %), fehérjéjének biológiai értéke erősen megközelíti a szójáét; emészthetősége kiváló, antinutritív anyagokat csekély mennyiségben tartalmaz, minden előzetes kémiai kezelés nélkül takarmányozható; zöldtömege közvetlenül vagy silózva a lucernával azonos értékű szálastakarmány; környezetkímélő kultúra, termesztéséhez nem, vagy csak kis mennyiségű kemikáliát igényel; a növényi sorrendbe jól beilleszthető, teljesen gépesíthető, speciális gépigénye nincs; termesztése biológiai talajjavítás. Anyag és módszer Westsik Vilmos által 1929-ben beállított homokjavító rendszer összesen 15 vetésforgóból áll, melyből 14 háromszakaszos és 1 négyszakaszos. Ami a vetésforgók alapelvét és beosztását illeti, egy kivételével, melyre a későbbiek során visszatérünk a háromnyomásos gazdálkodási rendszer javított formáinak tekinthetők, amelyek tulajdonképpen a talajerő-visszapótlás különböző lehetőségeit modellezik, a két főnövénynek, a rozsnak és a burgonyának, az egyes vetésforgókban elért termésátlagaik alapján. A vetésforgók közül 1 a parlagoltatás, 2 az istállótrágyázás, 4 a szalmatrágyázás, 8 a csillagfürttermesztés talajtermékenységre gyakorolt hatásának tanulmányozását szolgálja. Az I. számú vetésforgó, melyben a növényi sorrend parlag-rozs-burgonya, tulajdonképpen valamennyi vetésforgó kezeletlen kontrolljának tekinthető. Metodikai szempontból a vetésforgók ismétlés nélküli, kiterített rendszerűek, amelyekben minden évben minden szakasz elvetésre kerül. Ugyanakkor, mivel a vetésforgók egymásra épülnek, a kezelések információtartama megnő. A vetésforgók részletes leírásától eltekintünk, ahol azonban az eredmények pontosítása érdekében szükséges, ott kitérünk rá. A homokjavító vetésforgók Nyíregyháza külterületén, északi irányban az úgynevezett Szarvassziget két homokdombvonulatán helyezkednek el (2. ábra). 163

166 2. ábra A Westsik-féle vetésforgó kísérletek madártávlatból Figure 2. Westsik s Crop Rotation Experiment from bird s-eye view A kísérletek talaja savanyú (ph 6,4 6,8), altalajában kovárványos barna erdő-, felszíni cm-es rétegében futóhomoktalaj. Alacsony humusztartalma és kedvezőtlen mechanikai összetétele miatt a talaj vízkapacitása igen alacsony. A vetésforgórendszer helye mind talaj-, és domborzati viszonyok, mind éghajlati tényezők tekintetében jól reprezentálja a Nyírség természeti adottságait. Eredmények és megvitatás A következőkben a homokjavító vetésforgók közül kimondottan csak azokat kívánjuk bemutatni a rozs és burgonya évek termésátlagai alapján, amelyekben a talajerővisszapótlás csillagfürttermesztésre alapozott. Az eredményeket a jobb áttekinthetőség érdekében csoportosítva, témakörönként külön-külön tárgyaljuk. Természetesen a táblázatokban szerepeltetjük azoknak a vetésforgóknak a termésátlagait is, amelyekkel célszerű a csillagfürtös eredményeket összehasonlítani. Fővetésű, eltérő hasznosítású csillagfürt hatása, műtrágya kiegészítéssel A csillagfürttermesztés talajtermékenységére gyakorolt hatásának vizsgálatához az a három vetésforgó ad jó összehasonlítási alapot, amelyeknek az első szakaszaiban főnövényként csillagfürt van, de a hasznosítás iránya vetésforgónként más és más. Nevezetesen, a II-es számú vetésforgóban a csillagfürt teljes zöldtömege érés előtt, zöldhüvelyes állapotban beszántásra kerül, a IX-es számúban a növényállomány földfeletti tömegének betakarítása zöldtakarmány célra zsenge hüvelyfázisban történik, a III-as forgóban a csillagfürttermesztés célja magfogás. A talajerő-visszapótlást tehát, a II-es forgóban csillagfürt teljes tömege, a III-as és IX-es vetésforgókban csak a csillagfürt gyökér-, és tarlómaradványai adják. Mindhárom vetésforgóban az alap műtrágyázás majdnem azonos, a különbség annyi, hogy a IX-es, zöldtakarmányos vetésforgó második szakasza 43 kg/ha N kiegészítést kap, a II-es és a III-as vetésforgó viszont nem. Az eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze, amelyben viszonyítási alapként az I. sz. homokjavítás parlagoltatással adatai mellett, közöljük a XI. sz. homokjavítás istállótrágyázással és műtrágyázással vetésforgókban elért termésátlagokat is. Az I-es számú 164

167 vetésforgó sem szerves-, sem műtrágyázásban nem részesül. Az istállótrágyás vetésforgóban (XI.) a növényi sorrend a következő: zabosbükköny zöldtakarmánynak, rozs magnak, burgonya. Istállótrágyát a vetésforgó első szakasza kap, mennyisége 26,1 t/ha, amelyhez a műtrágya kiegészítés mennyiségben és összetételben teljesen azonos a II-es és a III-as vetésforgókban alkalmazottakkal. Vetésforgók (1) termésátlag t/ha (2) rozs (3) burgonya (4) I. Parlagoltatás 1,14 4,77 II. Fővetésű csillagfürtzöldtrágya 2,38 8,57 III. Csillagfürt magnak 2,17 8,74 IX. Fővetésű csillafürt-zöldtakarmány 2,50 9,87 XI. sz. Istállótrágyás 2,52 13,90 1. táblázat A csillagfürt zöldtrágya és a csillagfürt gyökértrágya hatása (Nyíregyháza, ) Table 1. The effect of lupin green manure and lupin root manure (Nyíregyháza, ) Rotation (1) average yield t/ha (2), Rye (3), Potato (4), I. Fallow, II. Lupine green manure as main crop, III. Lupine main crop for seed production (root manure), IX. Lupine green forage (root manure), XI. Farmyard manure 26,1 t/ha with chemical fertilizer Az eredmények alapján egyértelműen megállapítható, hogy a csillagfürttermesztésnek a talaj termőerejére gyakorolt hatása igen kedvező, függetlenül a hasznosítási iránytól jelentősen megnöveli a termésátlagokat. A hozamnövekedés a csillagfürtöt követő rozs esetében, a parlagoltatási rendszerhez viszonyítva több mint kétszeres (sorrendben: 206; 190; 219 %), de rozsot követő burgonyánál is meghaladja a %-ot (sorrendben: 180; 183; 207%). Figyelemre méltó a három csillagfürtös vetésforgó termésátlagainak alakulása. Elméleti megfontolások szerint a legjobb eredményt a zöldtrágyás vetésforgóban kellene kapni, tekintettel arra, hogy ebben a forgóban a csillagfürt teljes tömege a talajerő-visszapótlás növelése érdekében beszántásra kerül. A várakozás ellenére legjobbnak a zöldtakarmány-termesztéses vetésforgó bizonyult. Ebben minden valószínűség szerint jelentős szerepe van annak a többlet N-nek 43 kg hatóanyag/ha, melyet a rozs kap. A főnövényi zöldtrágyázásos és magtermesztéses vetésforgóban elért termésátlagokat összehasonlítva megállapítható, hogy közöttük a különbség rozsból 210 kg-mal kevesebb, burgonyából viszont 170 kg-mal több gyakorlatilag oly csekély, hogy szakmai és gazdasági szempontból egyaránt kérdésessé teszi a főnövényi zöldtrágyázás célszerűségét. Annál is inkább, mert ha beszántás helyett zöldtakarmányként kerül felhasználásra, hektáronként kg magas biológiai értékű fehérjét nyerünk, amely mintegy 2,0 2,5 nagytestű számosállat évi fehérje szükségletét fedezi. Ez azonban távolról sem azt jelenti, hogy a főnövényi zöldtrágyázás esetenként nem lehet a talajtermékenység fokozás leghatékonyabb eszköze, hanem csak azt, hogy bizonyos gazdálkodási szint elérését követően lehet gazdaságosabb, hatékonyabb módszert is találni az eredményesség fokozására. A csillagfürtös vetésforgók eredményeit az istállótrágyás vetésforgóban elért termésátlagokkal összehasonlítva a különbség az utóbbi javára a rozsból nem túl nagy, 1 14%, burgonyából viszont jelentős, % közötti. Az eredmények reális értékeléséhez figyelembe kell venni, hogy a II., III., IX., valamint XI. vetésforgókba bevitt táp-, és szervesanyag-mennyiség tekintetében nagyságrendi különbség van. Mind a négy vetésforgó első szakaszában pillangós szerepel, egységes műtrágya összetétellel 165

168 és dózisokkal, de míg a XI-es számú vetésforgó további 26,1 t/ha istállótrágya kiegészítést kap, addig a csillagfürtös forgók nem. Másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázás hatása, műtrágya kiegészítés nélkül A másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázással kapcsolatban meg kell jegyeznünk, hogy a növény kelését, növekedését nagymértékben befolyásolja a július végi, augusztusi csapadék mennyisége. Magyarország éghajlati viszonyai között, kiadós esőzés ebben az időszakban elég bizonytalan, különösen a Nyírségben, s ennek következtében a zöldtömeg mennyisége, s így a zöldtrágyázás eredményessége évenként igen eltérő. Westsik (1960) megfigyelése szerint 10 évből a másodvetés 3 évben jól, 3 évben közepesen, 2 évben gyengén, 2 évben rosszul sikerül. A másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázással történő talajerő-visszapótlás hatását vizsgálva, az adatokból kitűnik, hogy míg a rozs termésátlagai mindkét vetésforgóban azonosnak tekinthetők, addig a burgonya hozama a zöldtrágyázottban 70 %-kal több (2. táblázat). Ez a terméstöbblet egyértelműen a csillagfürt zöldtrágya hatásának tulajdonítható, mivel a XV-ös jelű vetésforgó, hasonlóan a kontrollhoz, semmilyen tápanyag kiegészítésben nem részesül. Vetésforgók (1) termésátlag t/ha (2) rozs (3) rozs (3) burgonya (4) I. Parlagoltatás 1,14 4,77 XV. Csillagfürt zöldtrágya másodvetésben 1,15 1,12 8,12 2. táblázat A másodvetésű csillagfürt zöldtrágya hatása műtrágya kiegészítés nélkül (Nyíregyháza, ) Table 2. The effect of second crop lupin without chemical fertilization (Nyíregyháza, ) I. Fallow, XV. Lupine green manure as a second crop Az eredmények rámutatnak arra, hogy a másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázás hosszabb távon a talajerő-visszapótlás eredményes eszköze lehet még azokban a tájkörzetekben is, amelyekben az éghajlati adottságok a másodvetések számára általában nem a legkedvezőbbek. Rendszeres alkalmazása javítja a talaj termékenységét és gazdaságos, mivel a tartóhántást és ápolását egyébként is el kell végezni, s így tulajdonképpen majdnem csak a vetőmagár és a vetés jelent némi többlet kiadást, amelyekkel bevételként szemben áll a burgonya hektáronként 3,35 tonna terméstöbblet értéke, valamint annak a hektáronként 1,15 tonna rozsnak az értéke is, ami az ugar helyén termett. Másodvetésű csillagfürt zöldtrágya műtrágyákkal kiegészített hatása A műtrágyákkal kiegészített másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázás talaj termékenységre gyakorolt hatását a XIII-as és a XIV-es vetésforgó termésátlagai mutatják. A két vetésforgó egységesen ugyanolyan műtrágya kiegészítésben részesül. Kontrollként a XV-ös vetésforgó termés adatai szolgálnak, amely vetésforgó a csillagfürt zöldtrágyán kívül mint arra az előzőekben már rámutattunk, sem szerves-, sem műtrágya kiegészítést nem kap. Egyéb vonatkozásokban növényi sorrend, művelés, fajta, növényápolás stb. mindhárom vetésforgó közel azonos. A vetésforgók között a zöldtrágya leszántásának idejében van eltérés, míg a XIV-as forgóban ősszel, addig a XIII-es és a XV-ös vetésforgóban tavasszal történik. Az adatokból szembetűnik (3. táblázat), hogy a műtrágya kiegészítés jelentősen fokozza a csillagfürt hatását, ami elsősorban a rozs esetében igen számottevő, csaknem kétszeres, de a burgonya esetében is közel 40 %-os terméstöbbletet jelent. Az adatokat összehasonlítva az istállótrágyás vetésforgóban elért termésátlagokkal megállapítható, hogy a műtrágyákkal kiegészített másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázásos őszi leszántású vetésforgó (XIV.) hozamban alig marad el a viszonylag jelentős mennyiségű 166

169 istállótrágyázásban részesülő vetésforgóban elért eredményektől. A különbség rozsból 4 %, burgonyából 16 %. Vetésforgó (1) termésátlag t/ha (2) rozs (3) rozs (3) burgonya (4) XV. Csillagfürt zöldtrágya másodvetésben műtrágya nélkül 1,15 1,12 8,12 XIII. Csillagfürt zöldtrágya másodvetésben (műtrágyázott) 2,27 2,14 11,15 XIV. Csillagfürt zöldtrágya másodvetésben (műtrágyázott) 2,28 2,26 11,32 XI. sz. Istállótrágyás 2,52 13,90 3. táblázat A másodvetésű csillagfürt zöldtrágya hatása műtrágya kiegészítéssel (Nyíregyháza, ) Table 3. The effect of second crop lupin green manure with chemical fertilizer (Nyíregyháza, ) XV. Lupine green manure as second crop, XIII Lupine green manure as second crop, crop +NPK, XIV. Lupine green manure as second crop, +NPK, XI. Farmyard manure 26,1 t/ha with chemical fertilizer Ami a zöldtrágya leszántásának időpontját illeti, a kísérletek szerint a Nyírség homoktalajain a tavaszi leszántás kedvezőbb. Valószínű ebben a homok megkötése mellett jelentős szerepet játszik a téli csapadék megfogása, s a területen tartásából eredő víztöbblet. A kettős csillagfürttermesztés hatása a vetésforgóban A Westsik-féle homokjavító vetésforgók három szakaszosak. Kivételt képez mint arra az előzőekben már rámutattunk a VIII. számú, mely 4 szakaszos. Ebben a csillagfürt kétszer fordul elő; az első szakaszban magnak, a második szakaszban a rozs után másodvetésű zöldtrágyaként. A műtrágya mennyiségek tekintetében a különbség csak annyi az istállótrágyás vetésforgóhoz viszonyítva, hogy a VIII. vetésforgó 1. szakasza hektáronként hatóanyagban 43 kg N kiegészítést kap. Az eredményeket a 4. táblázatban ismertetjük. Vetésforgók (1) termésátlag t/ha (2) rozs (3) rozs (3) burgonya (4) VIII. Csillagfürt magnak + mv. csillagfürt zöldtrágya 2,39 2,65 13,55 XI. sz. Istállótrágyás 2,56 13,90 4. táblázat. A csillagfürt gyökértrágya és a másodvetésű zöldtrágya együttes hatása (Nyíregyháza, ) Table 4. The effect of lupin root manure and second crop lupin green manure (Nyíregyháza, ) VIII. Lupine for seed + lupine as second crop, XI. Farmyard manure 26,1 t/ha with chemical fertilizer A táblázati adatokból kitűnik, hogy a két vetésforgó termésátlagai között gyakorlatilag nincs különbség. A csillagfürt megfelelő alkalmazásával és rendszeres termesztésével tehát, olyan termésátlagok érhetők el, mint egy viszonylag nagy adagú istállótrágyázással. A csillagfürttermesztés utóhatása természetes, hogy legnagyobb az első évben, de mint azt az eredmények egyértelműen igazolják, nemcsak a zöldtrágyázás évében, hanem még a második évben is jelentős. 167

170 Következtetések A vetésforgó-kísérletek eredményei alapján az alábbi következtetések vonhatók le: a csillagfürt rendszeres termesztésével a gyökértrágya csekély mennyiségű foszfor-, és káliműtrágya kiegészítésekkel, jelentősen fokozható a talajok termékenysége; a másodvetésű csillagfürt zöldtrágyázás hosszabbtávon még azokban a tájkörzetekben is növeli a talajtermékenységet, amelyekben a csapadékviszonyok nem minden évben a legkedvezőbbek; az édescsillagfürt zöldtömege a lucernával egyenértékű fehérjedús takarmány, amellyel megnő a gyenge termékenységű talajok állateltartó képessége. Több állat, több istállótrágya a talajerő-visszapótlás céljára. Az édes csillagfürttermesztés közvetlen és közvetett módon is elősegíti a tájegység gazdaságaiban a talajerő-gazdálkodás racionális megszervezését, a hozamok növelésén keresztül pedig a térség népességmegtartó képességének fokozását. A jövő fenntartható, környezetkímélő mezőgazdaságában célszerű lenne lényegesen nagyobb figyelmet fordítani és hatékonyan elősegíteni ennek az igen értékes, régi új növénynek, az édes csillagfürtnek a termesztését. Irodalom Ajtay Ö. 1957: A csillagfürt zöldtrágya hatása a nyírségi futóhomokon. Magyar Mezőgazdaság, Budapest, 12(16): Borbély F. 2006: Az édes csillagfürt-jelentősége. AgárUnió, 7(4): 12. Fehér D. 1954: Talajbiológia Akadémiai Kiadó, Budapest. Groh, T. 1958: Betrachtungen zu viehlosen Wirtschaften. Mittl. d. DLG, 73: 1. Kemenesy E. 1956: Talajerőgazdálkodás. Akadémiai Kiadó Budapest. Kemenesy E. 1961: Vetésforgó és talajerőgazdálkodás. Növénytermelés, 1: Kreybig L. 1956: Az agrotechnika tényezői és irányelvei. Akadémiai Kiadó Budapest. Lazányi J. 1994: A homokjavító vetésforgókkal végzett kísérletek eredményei. Nyíregyháza. Németh Gy., Kurnik E. 1970: A csillagfürt. In szerk. Kurnik: Étkezési és abraktakarmányhüvelyesek termesztése. Akadémiai Kiadó, Budapest. Roemer, Th., Scheffer, F. 1939: Handbuch des Ackerbaues P. Parey Berlin Hamburg. Scheffer, Kolbe 1958: Humuszfragen in Veharmen Betrieben. Mittl. DLG, 13(33): Schultz-Lupitz 1881: Reinerträge auf leichten Böden etc. Landw. Jahrb. 10. Schultz-Lupitz 1895: Der Zwischenfruchtbau auf leichten Böden. Arb.d. DLG Heft7. Berlin. Schüller, F. 1961: Zöldtrágyázás Témadokumentáció. Budapest. Tisdale, S. L., Nelson, W. L. 1966: A talajtermékenysége és a trágyázás. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Vetter, H. 1959: Einfuss der Strohdügung auf Boden und Pflanze. Mittl. DLG. Frankfurt, 74(4): Westsik V. 1941: Homoki vetésforgók 10 éves üzemi eredményei. A Tiszántúli Mezőgazdasági Kamara kezelése alatt álló Nyíregyházi Homokjavító Kísérleti Gazdaságban. Kiadja: A Tiszántúli Mezőgazdasági Kamara Nyíregyháza, Klafter Könyvnyomdája. Westsik V. 1951: Homoki vetésforgókkal végzett kísérletek eredményei. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Westsik V. 1960: Az istálló és zöldtrágya tudományos jellegű megvilágításban Magyar Mezőgazdaság, 15(5): Westsik V. 1965: Vetésforgó kísérletek homoktalajon. Akadémiai Kiadó, Budapest. 168

171 Abstract RE-DISCOVERED POSSIBILITY OF SOIL STRENGTH FARMING; SWEET LUPINE IS IN ADVERSE AGROECOLOGICAL DISTRICTS FERENC BORBÉLY, ISTVÁN HENZSEL and GABRIELLA TÓTH University of Debrecen, Centre for Agricultural and Applied Economic Sciences, Research Institutes and Study Farm, Research Institute of Nyíregyháza H-4400 Nyíregyháza, Westsik V. u. 4-6., Hungary, The efficiency of crop production and the tendency of yield are basically determined by the soil fertility, which is decreasing during the production. Organic and mineral matters, used by plants, must be reinstated in order to maintain the soil fertility. The easiest method of the soil conservation is the organic and chemical fertilization, but it is not only one, because the soil fertility is significantly influenced by the cultivated plants and their successive order. The conscious selection of different species and their orders could be more effective than fertilizer. Effect of lupine cultivation (for multi-purposes) on soil nutrient-supplying capacity can be observed in the average yields of potato and rye of Westsik s Crop Rotation experiment based on the average of 78 years. According to our results, the lupines have important role in the soil conservation of acid, weak fertility soils. 169

172 BIOLÓGIAI TALAJJAVÍTÁS LEHETŐSÉGE FEHÉRVIRÁGÚ CSILLAGFÜRTTEL GYENGE TERMÉKENYSÉGŰ, SAVANYÚ BARNA ERDŐTALAJOKON BORBÉLY FERENC, TÓTH GABRIELLA és HENZSEL ISTVÁN DE-AGTC KIT Nyíregyházi Kutató Intézet 4400 Nyíregyháza, Westsik V. u. 4-6., Összefoglalás Szántóföldi művelésbe vont talajainkat egyre több irányú és egyre növekvő mértékű kedvezőtlen környezeti terhelések érik, amelyeket a hazai igencsak egysíkúvá vált növénytermesztési vetésszerkezet következtében talajaink nemhogy korrigálni, de hovatovább már tompítani is alig képesek. A legnagyobb kárt okozó folyamat a fokozódó talajtömörödés, mely mind növénytermesztési (hozamcsökkenés), mind környezetvédelmi (erózió, defláció, talajvízszennyezés) szempontból egyaránt káros. A tömörödött talaj nem képes betölteni funkcióját; gátolt a gyökerek növekedése, akadozik a növények tápanyaggal, vízzel, oxigénnel történő ellátása. Ennek egyenes következménye a gyengülő talajtermékenység, illetve az egyre csökkenő termésátlagok. A tömörödöttség megszüntetésének egyik lehetősége a talajlazítók/altalajlazítók rendszeres használata, ami viszont a legtöbb energiát igénylő, jelentős többletráfordítással járó talajművelet. A talajlazítás másik lehetősége a vetésszerkezet bővítése olyan növények termesztésbe történő iktatásával és rendszeres vetésével, amelyek javítják a talaj szerkezetét, ugyanakkor talajerő-visszapótlás tekintetében is kiváló tulajdonságokkal rendelkeznek. Ilyen növények a pillangósvirágú takarmánynövények. A gyenge termékenységű, savanyú barna erdőtalajokon az egyik legperspektivikusabb szántóföldi kultúra lehet a mélyen gyökerező, a legtöbb nitrogént gyűjtő, termesztéséhez kimondottan a savanyú kémhatású talajokat igénylő, magas fehérjetartalmú fehérvirágú édes csillagfürt. A különböző szántóföldi (búza, kukorica, burgonya, lucerna, csillagfürt stb.) kultúrákban mért behatolási talajellenállás érték a mérések többségében legkedvezőbb a csillagfürtvetésekben volt. A fehérvirágú édes csillagfürt (Lupinus albus L.) talajlazító hatása esetenként még a harmadik évben is kimutatható. Kulcsszavak: talajtömörödöttség, talajlazítás, talajtermékenység, környezetvédelem Bevezetés A szántóföldi művelésbe vont talajainkat egyre növekvő, s mind többirányú kedvezőtlen környezeti terhelések érik, amelyeket gazdaságossági megfontolások, de egyéb tényezők, mint pl. a hazai, igencsak egysíkúvá vált növénytermesztési vetésszerkezet, a szervestrágyázás hiánya stb. halmozott hatásának következtében talajaink nemhogy semlegesíteni, de hovatovább már tompítani is alig képesek, degradálódnak. A talajok fizikai-kémiai degradációja világjelenség, melyben a legnagyobb károkat a fizikai degradáció okozza. A fizikai degradáción belül mutat rá Várallyay (1999) az egyik legnehezebben kivédhető folyamat a talajtömörödés. A világon 83,3 millió, Európában 36,4 millió hektáron mutatható ki a fizikai leromlás valamelyik formája (Oldeman et al., 1990). Magyarország mezőgazdaságilag hasznosítható területéből mintegy 1,2 millió hektár kedvezőtlen altalaj adottságú, illetve tömörödött, melyből 900 ezer ha enyhén, 288 ezer ha közepesen, 12 ezer ha erősen tömörödött (Birkás, 1997). A szántóföldi művelésbe vont talajok tömörödése részben természetes folyamat (ülepedés, időjárási tényezők), többnyire azonban emberi beavatkozás, vagyis a növénytermeléssel kapcsolatos tevékenység következménye. Ma már az agrotechnikai műveletek zömmel gépi erőre alapozottak. A 170

173 nagytömegű erő-, és munkagépek kerekeinek tömörítő hatása tekintettel az évi több menetszámra összegződve igen jelentős. A talaj fizikai állapotára nehezen helyrehozható kedvezőtlen szerkezeti változást okoz a több éven keresztül azonos mélységben végzett talajművelés hatására kialakuló tömör réteg, az úgynevezett tárcsa-, illetve eketalp. A tömörödési folyamatot nagymértékben befolyásolja a munkaműveletek végzésének időpontja. Józsa et al. (2000) szerint az optimálisnál nedvesebb talajállapotban végzett munka rendkívül drága, terméscsökkentő és szerkezetkárosító hatása hosszú ideig megfigyelhető, érezhető. A talajok fizikai degradálódását segíti elő az egyoldalú talajhasználat, a szervestrágyázás, valamint a talajjavító pillangósok vetésterületének jelentős csökkenése, esetenként teljes hiánya. A nagymértékű tömörödöttség mind növénytermesztési, mind környezetvédelmi szempontból egyaránt káros. A talajszelvény különböző rétegeiben kialakuló tömörödött talajréteg vízáteresztő képessége jelentősen lecsökken, a felette elhelyezkedő réteg általában csak kevés vizet tud tárolni, így a növények vízigényét csak rövid ideig tudja biztosítani (Várallyay, 2005). A tömörödött talajba a csapadék nehezen szivárog be, egy része elpárolog, vagy belvízként károsít, vagy lejtős területen jelentős része elfolyik. Felerősödik az erózió. A talajok víz-, levegő- és hőforgalmában zavar keletkezik (Stefanovits, 1998). A bekövetkező változások hatására megváltozik a mikrobiológiai tevékenység; felerősödik a humuszbontó folyamat, csökken a tápanyagok feltáródása, romlik a talajok vízháztartása stb. (Szabó, 1986). Az erősen tömörödött talajban akadozik a növények tápanyaggal, vízzel, oxigénnel való ellátása, ami természetszerűen kihat a növények növekedésére, fejlődésére és nem utolsósorban a termés mennyiségére, minőségére. A tömörödött talaj nem képes maradéktalanul betölteni funkcióját, csökken termékenysége, következésképpen a termelés eredményessége. Irodalmi adatok szerint a termesztett növények érzékenysége a talaj tömörödöttségével szemben eltérő; különösen érzékeny a cukorrépa, szója, kukorica, kevésbé a gabonafélék (Phillips et al., 1962; Lipec et al., 1994). Általában a legtöbb növény termesztéséhez kedvezőtlen az a talaj, amelynek térfogattömege 1,50 g cm 3 -nél nagyobb, illetve 3,0 MPa/m 2 meghaladó talajellenállás értékű (Ouwerkerk és Soane, 1994 cit Birkás et al., 1998). A káros tömörség megszüntetésének egyik módszere a talajlazítók/altalajlazítók rendszeres használata, amely azonban energia igényes és jelentős többletráfordítást igényel. Birkás (1994) szerint a rendszeres talajlazítás nem luxus, hanem a kedvező fizikai-biológiai állapot kialakításának és fenntartásának fontos módszere. A talaj fizikai állapotának felmérésére végzett hazai és külföldi vizsgálatok elsődlegesen a taposási károk feltárására, illetve a különböző talajművelési rendszereknek direktvetés, szántás, tárcsázás stb. összehasonlítására irányultak (Bene, 2000; Birkás et al., 1996; Kirby et al., 1997; Meek et al., 1992; Rátonyi, 1999). Kevés adat található azonban arra vonatkozóan, hogy az egyes szántóföldi növények milyen hatást gyakorolnak a talaj fizikai állapotára. Kocsis (1996) homoktalajon, különböző trágyázási rendszerekben parlag, szalmatrágyás, zöldtrágyás végzett mérései szerint a penetrációs profil lefutása és csúcsértéke az ugar, a rozs és a csillagfürt kezelésekben közel azonos. A különbség annyi, hogy a talajellenállás erőteljesebb növekedése a parlagoltatásos vetésforgóban cm, a szalmatrágyázásosban cm, a csillagfürt zöldtrágyázásos forgóban pedig már cm-es talajszelvényben kezdődik. Jelen kutatás célja volt a címben megjelölt talajtípuson egzakt módszerekkel megvizsgálni, hogy a különböző szántóföldi növények milyen hatást gyakorolnak a talajok tömörödöttségére/lazultságára különböző talajmélységekben. Továbbá megállapítani annak lehetőségét, hogy a fehérvirágú édes csillagfürt vetésszerkezetbe iktatásával javíthatók-e, és ha igen, milyen mértékben a talajok fizikai- és vízgazdálkodási tulajdonságai. Egyes részeredményekről már beszámoltunk (Borbély et al., 1999; 2000; 2001; 2002; Henzsel, 2002; Henzsel és Csáki, 2002a; 2000b). A következőkben a különböző mérési helyek egyéves eredményei mellett a csillagfürt utóhatásának megállapítására irányuló vizsgálatok eredményeit is ismertetjük. 171

174 Anyag és módszer A fehérvirágú édes csillagfürtnek, valamint egyéb termesztett növényeknek a talaj tömörödésére gyakorolt hatásának összehasonlító vizsgálatát évek között, 4 helyszínen, savanyú barna erdőtalajon végeztük. A mérési helyek kiválasztásánál fő szempont volt, az eltérő talajtípusok vizsgálata mellett, hogy a magtermesztés céljára vetett csillagfürt közvetlen közelében lehetőleg azonos táblában, vagy térben igen közel minél több, de legalább egy, más szántóföldi kultúra legyen. A tartamkísérlettel célunk nem egy tábla állapotának általános felmérése, hanem ezen belül egy kisebb, állandó mintatér változásainak regisztrálása volt. Ennek megfelelően a vizsgálat első időpontjában egy állandó (kb. 50x30 m-es) mintateret tűztünk ki, ahol a vegetációs időszakban több alkalommal, illetve a következő években a méréseket megismételtük. A méréseket a BOK 73 statikus penetrométerrel végeztük, mely tulajdonképpen a Szarvasi elektronikus nyomószondának egy általunk továbbfejlesztett változata. A műszer alkalmas 0 73 cm mélységig történő talajellenállás (MPa), talajnedvesség (tömeg %) és hőmérséklet ( o C) együttes, centiméterenkénti mérésére és az értékek tárolására. Az újonnan beépített optikai útjeladó mérőrendszer biztosítja a szonda centiméterenkénti mélységének mindenkori, a mérés sebességétől független pontos regisztrációját. A műszert a mérendő talajtípushoz, homok, vagy vályog egy kapcsoló segítségével kell beállítani. Memóriaegysége 300 mérés adatainak tárolását teszi lehetővé. A készülékhez kifejlesztett szoftver segítségével az adatok számítógépbe átvihetők és számítógépes statisztikai programokkal értékelhetők. A mérési adatok statisztikai megbízhatóságához szükséges ismétlés számot a biometriában használatos képlettel (Sváb, 1981), mérési adat alapján határoztuk meg. Az eredmények szerint a P=5%-os valószínűségi szinthez, és 15%-os becslési hiba eléréséhez, 5 cm-es átlagokkal számítva a felső cm-es rétegtől eltekintve az ismétlésszám homokon 4 6, kötött talajon 3 4, 10%-os becslési hiba eléréséhez mindkét talajtípuson mérés elegendő (Borbély et al., 2000; 2004). A méréseket Sajóvámos, Szécsény, Érsekvadkert és Borsosberény települések határában lévő üzemi táblákon a fehérvirágú édes csillagfürtvetésekben, valamint az azonos táblában, vagy közvetlen határos területeken található különböző növényfajok vetéseiben végeztünk. A csillagfürt talajtömörödésre gyakorolt utóhatásának megállapítására a következő években, a kijelölt mintatereken a méréseket megismételtük. A különböző növénykultúrákban kijelölt mintatereken esetenként 12 mérést végeztünk. Az adatok statisztikai értékelése egytényezős varianciaanalízissel, illetve szóráselemzéssel történt (Sváb, 1981). Eredmények és megvitatás A mérési helyek talajainak legfontosabb jellemzői A mérési helyek talajadottságaira vonatkozó főbb adatokat összefoglalóan az 1. táblázatban közöljük. Az adatokból kitűnik, hogy a vizsgált területek savanyú kémhatásúak, humuszban gyengén, vagy közepesen ellátottak és eltérő fizikai talajtípusokat képviselnek. A savanyú barna erdőtalajok viszonylag széles skáláját ölelik fel; a jobb minőségű vályogos homoktól, a homokos vályog és vályogon keresztül az agyagos vályogig terjed. Különböző szántóföldi növények hatása a 0 70 cm-ig terjedő szelvényszint fizikai tulajdonságainak változására A különböző helyeken és szántóföldi kultúrákban mért, 0 70 cm-es mélységig terjedő szelvényszintek talajellenállás és nedvességtartalom értékeit grafikonokon mutatjuk be. Annak ellenére, hogy a talajellenállás értéke nagymértékben függ a talaj nedvességtartalmától, jelen 172

175 dolgozatban ezen összefüggésekkel részletesebben nem foglalkozunk. Elméleti megfontolások alapján ugyanis e tényezőt a kutatási téma szempontjából figyelmen kívül hagyhatónak ítéljük meg; mert egyrészt csak az azonos időpontban és közvetlen egymás melletti területen mért értékeket hasonlítjuk össze, másrészt, mivel a talaj nedvességtartalmának alakulása alapvetően a termesztett növényfaj biológiai sajátosságaitól függ, ezért a talajtömörödöttség alakulásának egyik fontos tényezője, és így az adott kultúra talajra gyakorolt hatására jellemző és meghatározó. Az értékelésből véleményünk szerint, külön tényezőként nem vonható ki, nem vizsgálható, de tekintettel arra, hogy értékes információs értékkel bír, ezért a mérések időpontjaiban kapott nedvességprofilt, a penetrogramm mellett minden esetben közöljük. Az érsekvadkerti méréshelyen közvetlen egymás mellett egy táblában csillagfürt (1), kukorica, burgonya, őszi búza (tarló), lucerna (3 éves), és csillagfürt (3) összehasonlító vizsgálatára nyílt lehetőség. Az 1-es számú csillagfürt előveteménye 1998-ban csillagfürt volt, a 3-as számú csillagfürté tritikálé. Hely/szegmens Talajszint (cm) Sajóvámos Kötöttség (K A ) ph (H 2 O) 6,17 6,42 6,66 6,78 ph (KCL) 5,12 5,31 5,35 5,36 Leiszapolható rész % 67,20 67,2 68,20 66,50 Humusz % 2,14 1,48 0,99 0,68 Szécsény Kötöttség (K A ) ph (H 2 O) 5,15 5,25 6,23 6,61 ph (KCL) 4,36 4,34 4,94 5,29 Leiszapolható rész % 48,40 48,80 58,30 58,60 Humusz % 1,52 1,47 0,91 0,64 Érsekvadkert Kötöttség (K A ) ph (H 2 O) 5,77 5,70 6,24 6,70 ph (KCL) 5,10 4,94 5,26 5,62 Leiszapolható rész % 15,3 15,70 23,70 24,70 Humusz % 1,22 1,16 0,57 0,29 Borsosberény Kötöttség (K A ) ph (H 2 O) 5,58 5,77 6,35 6,64 ph (KCL) 4,50 4,49 4,87 5,05 Leiszapolható rész % 53,4 48,00 57,80 56,90 Humusz % 1,15 1,16 0,39 0,35 1. táblázat A mérési helyek talajainak legfontosabb jellemzői Table 1. Characteristics of soil of different locations 173

176 cm cm Talajellenállás (MPa) Érsekvadkert, csillagfürt 1 csillagfürt 3 kukorica burgonya búza lucerna Talajnedvesség (m/m%) Érsekvadkert, csillagfürt 1 csillagfürt3 kukorica burgonya búza lucerna 1. ábra A talajellenállás és talajnedvesség alakulása a különböző szántóföldi növénykultúrákban Figure 1. The effect of different plants on condensation and moisture of soil A talajellenállás és nedvességtartalom mélységi lefutásait az 1. ábra szemlélteti. A talajellenállás a mélységgel nő, legnagyobb ellenállást a cm-es talajszelvényben mértünk, ami egyértelműen a művelt réteg alatt, a cm-közötti talajszelvényben kialakult, lényegesen tömörebb, úgynevezett eketalp, illetve tárcsatalp rétegre hívja fel a figyelmet A penetrációs ellenállási görbe növényfajonként eltérő, az 5 10 cm-es rétegben a búza és a lucerna talaja a legtömörebb, szignifikánsan a különbözik a vizsgált többi növényfajtól. A cm-es talajrétegben a lucernában legnagyobb a talajellenállás, melyet csökkenő sorrendben a kukorica, búza, burgonya, majd a 3. sz. és az 1. sz. csillagfürt követ. Az 1. sz. csillagfürt talajellenállása szignifikánsan a legkisebb, a 3. sz. csillagfürtnél szintén alacsony, de szignifikánsan csak a kukoricától különbözik. A cm alatti talajszelvényekben az ellenállás értékek fokozatosan csökkennek, a növények közötti különbségek a kukorica kivételével elmosódnak. Szembetűnő az őszi búza tarlójában tapasztalható alacsony érték, ami a csillagfürthöz viszonyítva jelentős, de nem szignifikáns. A két csillagfürt talajellenállás-profilt összehasonlítva, bár lényeges különbség nincs közöttük, az 1. sz. csillagfürt utóhatása melynek előveteménye csillagfürt volt, némiképp kedvezőbbnek ítélhető meg. Ami a talajnedvesség alakulását illeti, a különböző növényfajok között a mérés időpontjában számottevő eltérés nem mutatkozott. A sajóvámosi területen a fehérvirágú édes csillagfürt mellett kontrollként tavaszi árpa volt. A két növény között a penetrációs ellenállási görbe igen nagy különbséget mutat (2. ábra). A talajellenállás a 0 15 cm-ig terjedő szelvényszintben a mélységgel növekvő, de a két növény talajának tömörödöttsége közel azonos. A cm-es talaj szelvényben a görbék szétválnak, a penetráció ellenállási érték a csillagfürtnél csökkenő (3,12-ről 2,39-re MPa), a tavaszi árpánál ugyanezen értékek 3,93 és 4,52 MPa, vagyis növekvő tendenciát követ. A cm-es szelvényben, csillagfürtben a talajellenállás mérsékelt növekedésével (3,63 MPa) szemben, a tavaszi árpában a növekedés erőteljes (5,99 Mpa) és tovább folytatódik. A 40 cm-es rétegben éri el a maximumot 7,01, ami a csillagfürtnél 3,91 MPa, a 45 cm-es szelvényben. 174

177 cm cm cm cm Talajellenállás (MPa) Sajóvámos, Talajnedvesség (m/m%) Sajóvámos, csillagfürt t. árpa csillagfürt 2. ábra A talajellenállás és nedvesség alakulása a fehérvirágú édes csillagfürt (Lupinus. albus L.) és a tavaszi árpa (Hordeum vulgare L.) hatására Figure 2. The effect of lupine and barley on condensation and moisture of soil A talaj nedvességtartalmának alakulását a növények a mérések szerint lényegében nem befolyásolták, a két növény nedvességprofilja azonosnak tekinthető. A talajellenállás és nedvesség profilok ilyen lefutása, azaz a mélységgel fokozódó ellenállás és növekvő nedvesség arra utal, hogy a talajellenállást esetenként a nedvességtartalom kevésbé befolyásolja A 3. ábra a Borsosberényben végzett mérési eredményeket mutatja, ahol a csillagfürt mellett kontrollnövény az őszi búza. A vizsgált két növényt egy 1,5 m-es mezsgye választotta el. A görbék mélységi lefutását összehasonlítva jól látható, hogy a 30 cm-es talajszelvénytől kezdődően szignifikánsan különböznek. Az őszi búza talaja lényegesen tömörebb Talajellenállás (Mpa) Borsosberény, csillagfürt ő.búza t. árpa Talajnedvesség (m/m%) Borsosberény csillagfürt 3. ábra A talajellenállás és nedvesség alakulása a fehérvirágú édes csillagfürt (Lupinus albus L.) és az őszi búza (Triticum vulgare L.) hatására Figure 3. The effect of lupine and winter wheat on condensation and moisture of soil ő.búza 175

178 cm cm A fehérvirágú édes csillagfürt elővetemény hatása a 0 70 cm-ig terjedő szelvényszint fizikai tulajdonságainak alakulására Annak megállapítására, hogy a fehérvirágú csillagfürtnek a vetés évében tapasztalt, a talaj fizikai állapotára gyakorolt kedvező hatása mennyire tartós, a következő években a kijelölt mintatereken ismételt méréseket végeztünk. A 4. ábra a csillagfürt első évi utóhatását mutatja Borsosberényben. A két növény talajellenállás profilja a teljes talajszelvényben szignifikánsan különbözik. A csillagfürt előveteményű napraforgó talaja lényegesen lazább, mint a tavaszi árpáé, amelynek előveteménye őszi búza volt ben a méréseket megismételtük, a mintaterek talajellenállás profiljai között kimutatható eltérés nem volt Talajellenállás (MPa) Borsosberény, Talajnedvesség (m/m%) Borsosberény, napraforgó (2000-ben csillagfürt) tavaszi árpa napraforgó (2000 -ben csillagfürt) tavaszi árpa 4. ábra A fehérvirágú édes csillagfürt (L. albus L.) 1. évi utóhatása a talajellenállás és talajnedvesség alakulására Figure 4. First- year post-effect of white sweet lupine (L. albus L.) on condensation and soil moisture Az 5. ábra Szécsényben végzett méréseink eredményeit szemlélteti. Az őszi búza mellé csillagfürtöt vetettek. Közvetlenül a csillagfürt mellett első éves, és vele szemben a földút másik oldalán másodéves ribizli ültetvény volt, mindkettő előveteménye fehérvirágú édes csillagfürt. Szécsényben tehát az a szerencsés helyzet adódott, hogy ugyanazon évben és helyen, egy időben mérhettük a csillagfürt talajellenállásra gyakorolt hatását a termesztés évében, és az azt követő években (első és második évi utóhatás). A talajellenállási görbék mélységi lefutásait tekintve a kezelések nagymértékű hasolóságot mutatnak, de abszolút értékben jelentős eltéréssel. A felső 10 cm-es talajszelvénytől eltekintve, a két szélsőséget a fehérvirágú édes csillagfürt, illetve az őszi búza tarló képviseli. A talajelleállás a 0 10 cm-es rétegben szignifikánsan nagyobb a csillagfürtben, mint a búzában, a 25 cm-es szelvényben megfordul a viszony. A csillagfürt 1,52 értékével szemben, a búzánál mért érték lényegesen magasabb 4,15 MPa. Legnagyobb talajellenállás értéket mindkét növény esetében az 55 cm-es talajszelvényben mértünk: 4,80, illetve 8,42 MPa. A talajellenállásprofilok mélységi lefutása jól szemlélteti a csillagfürt első, illetve második évi utóhatását, amelyek tulajdonképpen a tárgyévi csillagfürt és őszi búza értékei között helyezkednek el. A felső 10 cm-es rétegben a talajellenállás értékei a búza és az utóhatások esetében szignifikánsan alacsonyabbak a csillagfürtnél mért értékeknél, a cm-es 176

179 cm cm talajszelvényben viszont szignifikánsan magasabbak. Ugyanakkor az őszi búzához viszonyítva az egyes talajszelvényekben kapott értékeket, az utóhatás nagyságrendekkel alacsonyabb. A különbség a cm, valamint az cm közötti talajszelvényekben szignifikáns Talajellenállás (MPa) Szécsény, Talajnedvesség (m/m%) Szécsény, csillagfürt csillagfürt 1998-ban ő.búza csillagfürt 1997-ben csillagfürt csillagfürt 1998-ban ő.búza csillagfürt 1997-ben 5. ábra A fehérvirágú édes csillagfürt (L. albus L.) 1. és 2. évi utóhatása a talajellenállás és talajnedvesség alakulására Figure 5. First-and Second year post-effect of white sweet lupine (L. albus L.) on condensation and moisture of soil Az első és második évi utóhatás közötti eltérést vizsgálva megfigyelhető, hogy a talajellenállásprofil jelentősen különbözik. A felső 30 cm-es talajrétegben a talajellenállás értékei a második évi utóhatás esetében kisebbek, de nem szignifikánsak, a cm-es rétegben a talajellenállás hirtelen megnő, 2,50-ről 5,37MPa-ra, majd a cm-es talajszelvényben tovább fokozódik, a különbség szignikáns. Az őszi búzához viszonyítva a csillagfürt talaj fizikai állapotára gyakorolt kedvező hatása a cm-es talajszelvény kivételével, még a második évben is szignifikáns. A talajnedvesség tekintetében, mint azt a nedvességprofilok mutatják, mérhető különbség a mintaterek között nem volt. Következtetések A három, illetve négyéves méréssorozat eredményei alapján összefoglalóan az alábbi következtetések vonhatók le: a talajok tömörödöttsége a mért talajszelvényszintben még azokon a viszonylag kis mintatereken belül is, ahol a méréseinket végeztük nagyfokú heterogenitást mutat; a tenyészidőszak első és második felében mért talajellenállás értékek között az első javára általában nagyságrendi különbség van; a mérések többségében a penetrációs talajellenállás érték lényegesen meghaladta azt a határértéket, amely már a legtöbb szántóföldi kultúránál kedvezőtlenül befolyásolja a növények növekedését, fejlődését; a vizsgált növényfajok közül a legtöbb esetben a csillagfürt állományban volt a legkisebb a talajellenállás érték a 0 70 cm-es talajszelvényben, mely a gyökerek talajlazító hatását mutatja; 177

180 a fehérvirágú édes csillagfürtnek a talaj fizikai állapotára gyakorolt kedvező hatása esetenként a második, tendenciájában a harmadik évben is megmutatkozott. Az eredmények arra engednek következtetni, hogy a kötöttebb, savanyú barna erdőtalajú agroökológiai körzetekben a fehérvirágú édes csillagfürt renszeres termesztése a talajok fizikai degradációs folyamatának bizonyos mértékű lassítását tenné lehetővé. De feltétlen hangsúlyozni kell, hogy ez a biológiai talajjavítás semmi esetre sem pótolhatja a gépi talajlazitást, csupán csak kiegészítheti azt, fokozva hatékonyságát. Köszönetnyilvánítás Vizsgálatainkat a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Földügyi és Térképészeti Főosztálya (30.526/98) támogatásával végeztük. Irodalom Bene L. 2000: A talajművelés, és talajtömörödés összefüggései a művelőutas cukorrépában. Cukorrépa, 18(1): Birkás M. 1994: A talajlazítás fontosságáról. Agrofórum, 5(8): Birkás M. 1997: A talajhasználat és talajművelés EU-konform fejlesztésének területei, rövid és hosszú távú teendői. In: Kerekes S., Kiss S. (szerk.): Magyarország az ezredfordulón. MTA stratégiai kutatások, Budapest. Birkás M., Percze A., Gyurica Cs., Szalai T. 1998: Ősz búza direktvetéses kísérletek eredményei barna erdőtalajon. Növénytermelés, 47(2): Borbély F., Csáki I., Henzsel I. 1999: A talaj fizikai állapotának penetrométeres vizsgálata különböző szántóföldi kultúrákban savanyú barna erdőtalajon. MTA Sz-Sz-B Megyei Tud. Test. Tudományos ülés előadás összefoglalói, Nyíregyháza, szept. 25. Borbély F., Csáki I., Henzsel I. 2000: A fehérvirágú csillagfürt hatása a talaj fizikai állapotára (Penetrométeres vizsgálatok savanyú barna erdőtalajon). MTA Sz-Sz-B Megyei Tud. Test. Tudományos ülés előadás összefoglalói, Nyíregyháza, szept. 30. Borbély F., Csáki I., Henzsel I. 2000: A talajtömörödöttség vizsgálata különböző kultúrákban. (Kézirat). A Magyar Tudomány Napján elhangzott előadás. Borbély F., Henzsel I., Csáki I. 2000: Homoktalajon végzett penetrométeres vizsgálatok megbízhatóságának statisztikai elemzése. (Kézirat). A Magyar Tudomány Napján elhangzott előadás. Borbély F., Csáki I., Henzsel I. 2002: Behatolási talajellenállás összehasonlító vizsgálata különböző szántóföldi kultúrákban. Wellmann Oszkár Tudományos Tanácskozás Szegedi Tudományegyetem Mezőgazdasági Főiskolai Kar Hódmezővásárhely április 27. (Poszter összefoglalók) Borbély F., Kocsis I., Orosz T., Tóth G., Henzsel I., Csáki I. 2004: BOK 73 penetrométerrel végzett vizsgálatok statisztikai elemzése. Natural Resources and Sustainable Development International Conference Oradea-Debrecen, április Henzsel I., Csáki I. 2002a: A talajellenállás vizsgálata különböző tápanyag-gazdálkodási rendszerekben. Tartamkísérletek, Tájtermesztés, Vidékfejlesztés, Nemzetközi Konferencia. Debrecen, Nyírlugos, Nyíregyháza, Livada, június 6 8. p Henzsel I., Csáki I. 2002b: A takarmánynövények hatása a talaj fizikai állapotára a Westsik vetésforgó kísérletekben. Wellmann Oszkár Tudományos Tanácskozás. Hódmezővásárhely, április 27. p. 67. Henzsel I. 2002: Penetrométeres vizsgálatok a Westsik vetésforgó kísérletben. In: Nagy J. (szerk.): EU konform mezőgazdaság és élelmiszerbiztonság. Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum, Debrecen. p Józsa A., Forgács L., Tuba, G. 2000: A talajlazítás szükségessége a kötött és középkötött réti talajok művelése során. (Kézirat) 178

181 Kocsis I. 1996: Talajvédelmi és agrotechnikai eljárások vízgazdálkodási hatékonyságának tanulmányozása homoktalajon. Zárójelentés az MKM által támogatott kutatásról. (Kézirat) Lipec, J., Simota, C. 1994: Role of soil and climate in influencing crop responeses to soil compaction in Central and Eastern Europe. In: Soane, S. D., Ouwerkerk, C. van (ed.): Soil compaction in crop production. Elsevier Science, Amsterdam. p Oldeman, L. R., Hakeling, R. T. A., Sombroek, W. G. 1990: World Map of the status of human introduced soil degradation (GLASOD) ISRICUNEP Wageningen 27. Ouwerkerk, C. van, Soane, B. D. 1994: Soil compaction problems in world agriculture. In: Soane, B. D., Ouwerkerk, C. van (ed.): Soil compaction in crop production. Elsevier Science, B. V. Amsterdam. p Philips, R. E., Kirkham, D. 1962: Soil compaction in the field and corn growth. Agronomy J., 54: Rátonyi T. 1999: A talaj fizikai állapotának penetrométeres vizsgálata talajművelési tartamkísérletekben. PhD értekezés. Stefanovits P. 1998: Talajtan. 3. kiadás Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Szabó I. M. 1986: A mikroorganizmusok aktivitásának szabályozása. In: Az általános talajtan biológiai alapjai. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. p Várallyay Gy. 1999: A talajfizika és a talaj vízgazdálkodásának kérdései a kongresszuson. Agrokémia és talajtan, 48(1 2): Abstract POSSIBILITY OF BIOLOGICAL IMPROVEMENT OF SOIL WITH WHITE LUPINE ON ACID BROWN FOREST SOIL FERENC BORBÉLY, GABRIELLA TÓTH and ISTVÁN HENZSEL University of Debrecen, Centre for Agricultural and Applied Economic Sciences, Research Institutes and Study Farm, Research Institute of Nyíregyháza H-4400 Nyíregyháza, Westsik V. u.4-6, Hungary, The physico-chemical degradation of soil is a world phenomenon. One of the processes of physical degradation that is most difficult to avoid is the condensation of soil. The strongly compacted soil is harmful to both plant cultivation and environment protection aspect. The compacted soil is not able to fulfil its function as the roots cannot grow properly, the supply of plants with fertilizers, water and oxygen is insufficient. As a result the average yield is worse and worse, and the fertility of soil is getting weaker. The mechanical loosening of soil is one of the most expensive operations and at the same time it should be done regularly. Even if the mechanical loosening of the soil cannot be avoided, the time between two operations can be extended by changing the sowing system, mainly by using the Papilionaceae. In some cases the soil loosening effect of white lupine (Lupinus albus L.) can be proved even in the third year. 179

182 VÖRÖSAGYAGOS RENDZINA LEJTŐHORDALÉKÁNAK GEOKÉMIAI JELLEMZÉSE CZIRBUS NÓRA, NYILAS TÜNDE és HETÉNYI MAGDOLNA Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék 6722 Szeged, Egyetem u. 2-6., Összefoglalás Mivel a talaj szervetlen és szerves alkotórészei egyaránt fontos szerepet játszanak a talajképződési és a különböző környezeti folyamatokban, valamint a globális szénciklusban, napjainkban a geokémia is egyre nagyobb figyelmet fordít a talajalkotók megismerésére. Jelen munka egy nagyobb projekt keretein belül készült, amelyben Magyarország főbb talajtípusainak geokémiai jellemzését vállaltuk. Munkánk célja az Aggteleki Karsztról származó vörösagyagos rendzina lejtőhordalék-talaj szervetlen- és szerves-geokémiai jellemzése, az elemeloszlás és az ásványos összetétel vizsgálata a talajprofilban, az éghajlati tényezők hatásának vizsgálata a mállási folyamatokra és a szerves anyag jellemzése Rock-Eval pirolízissel. A talajtani vizsgálatok eredményei alapján, a foszfát- és szulfáttartalom a szerves anyag bomlásából származik. A nitrát felhalmozódása az A-szintben szintén annak tulajdonítható, hogy a forrása, a felszíni növényzet levélanyaga, az avarszintből folyamatosan pótlódik és az alsóbb rétegek rossz vízvezető képessége miatt nem tud kimosódni. Az ásványtani vizsgálatok azt mutatják, hogy a magnézium nemcsak a dolomit, hanem egy magnézium tartalmú szilikát mállástermékeként maradt vissza. Valószínűleg ezen prekurzor vas-magnézium szilikátból származik a jelen lévő hematit vastartalma is. A titán rendezettségét befolyásolja a vas ásványok jelenléte, mert a vassal kicserélődve ilmenitet alkot. A szerves geokémiai vizsgálatok a növényi anyag transzformációjának korai szakaszát mutatják a felsőbb szintekben, amelyet a hidrogénindex változása és az E4/E6 arány egyaránt jelez. Ezt az eredményt a Rock-Eval pirogram matematikai bontása is alátámasztja. A fő ásványi alkotók aránya jól mutatja, hogy a talajképződés során a melegebb trópusi és a mérsékelt övi klímaviszonyok egyaránt érvényesültek. A szervetlen geokémiai eredmények alapján már a talajképző anyag is egy hosszú, több szakaszból álló mállási folyamat eredménye. A mállási folyamatok egymástól rendkívül eltérő mikrokörnyezetekben játszódnak le, ami termékként egy ásványgyűjtemény rendkívüli sokaságát eredményezi. A geokémiai vizsgálatok komplex értékelésének eredményei arra utalnak, hogy a talajosodás jelei a szelvény felső 40 cm-es rétegében jelentkeznek, és a lejtőn való lehordódás során nem történt komolyabb mértékű áthalmozódás. Kulcsszavak: talaj szerves anyag, Rock-Eval pirolízis, geokémia, XRD, XRF Bevezetés Az utóbbi évtizedben a talajok agrokémiai vizsgálata mellett a talaj geokémiai szempontból történő jellemzése is egyre inkább előtérbe került. A talaj geokémiai vizsgálata a szerves és szervetlen komponensekre egyaránt kiterjed, információt szolgáltat a talaj képződésére és a benne lévő szerves anyag minőségére és mennyiségére. A szerves és szervetlen anyagok egymás hatását kölcsönösen módosíthatják. A szerves anyag hatással van a kőzetek mállására és befolyásolja magát a talajképződési folyamatot (Clark és Fritz, 1997). A szerves anyagok, illetve a talajban lévő ásványi anyagok (agyagásványok, oxidok, hidroxidok) adszorpciós sajátságai (a talaj pufferképességében játszott szerepe) meghatározzák a szennyező anyagok mobilitását. Egy adott talajban egymás mellett előforduló agyagásványok, vas-oxi-hidroxidok és a szerves anyag elemmegkötő hatása a különböző táp- és szennyező elemek esetében eltérő. Így az utóbbiak mobilitását részben az említett fő adszorbensek mennyiségének aránya, részben a kérdéses ion jellege határozza meg. A környezeti kutatásokban a talajokban lévő heterogén szerves anyag eltérő stabilitású csoportjai 180

183 részarányának megismerése is fontos, hiszen a talaj szerves anyaga szén-dioxid elnyelőként és, a szerves anyag oxidációjával, szén-dioxid forrásként is működik, így jelentős szerepet játszik a környezeti folyamatokban és a globális szénciklusban. Ezeket a folyamatokat a szerves anyagok eltérő stabilitású csoportjai különböző mértékben befolyásolják. A nagymértékben csökkenő ivóvízkészleteink miatt egyre fontosabbá válik a felszín alatti vízbázisaink védelme. A karsztvidékek kiemelkedő minőségű és mennyiségű, ám környezetérzékeny vízkészletének utánpótlását a felszínről érkező vizek szolgáltatják, így jelentős szerepet kap a talaj adszorpciós képessége az ivóvízbázis védelmében (Beck és Borger, 1999). Továbbá az Aggteleki-karszt területén a magyarországi viszonylatokban nézve egy igen összetett talajképződési folyamattal kialakult (Beck és Borger, 1999; Durn, 2003) és ritka talajtípus található (Viczian, 2002), a vörösagyagos rendzina, melynek lejtőhordaléka akár a m vastagságot is elérheti (Less et al., 2006). Ez a vastag, agyagásványokban gazdag hordalékréteg a szennyező anyagok mélybe történő lejutását az adszorpciós tulajdonságai által megakadályozhatja, így fontos puffer-közegként is funkcionálhat. Anyag és módszer Egy vörösagyagos rendzina lejtőhordalékának geokémiai vizsgálatát végeztük el. A minta az Aggteleki Nemzeti Park északi területén található Vörös-tó mellől (É-i szélesség 48 o 28`23``; K-i hosszúság 20 o 32`36``) származik. A területre a zártabb erdőállományokat alkotó, hulló makktermésű lombos fák (tölgyek, bükk) jellemzőek (Varga et al., 1998). Évi középhőmérséklete 9,1 o C, évi átlag csapadékmennyiség 620 mm, uralkodó szélirány ÉNy (Ujvárosy, 1998). Az általunk vizsgált vörösagyagos rendzina lejtőhordaléka az Aggtelek-Rudabányaihegység tipikus fedetlen karszt területéről származik. Erre a területre a viszonylag vékony (20 40 cm), vörösagyagot tartalmazó talajtakaró és a felszínre is kibukkanó karbonátos kőzetek jellemzőek (Kaszala et al., 2004; Ujvárosy, 1998; Zámbó, 1998). Ezzel ellentétben a karsztfennsík töbreit akár 5 10 m vastagságban is dominánsan vörösagyag töltheti ki (Less et al., 2006). A vizsgált talajmintánk ezen töbrök egyikéből származik, a szelvényünk 120 cm mélységével az alapkőzetet még nem éri el. A vörösagyagos rendzina talaj alapkőzete a középső-triász korú Steinalmi Formáció zátonyfáciesű képződményein kialakult Aggteleki Vörösagyag Formáció néven különült el (Less et al., 2006). A mintaszelvény egy 5 %-os, keleti kitettségű lejtő közepén helyezkedik el. A karbonátos kőzet repedéseiben megjelenő vörösföldes-vörösagyagos málladéktakaró alkotja a mai vörösagyagos rendzina talaj alapkőzetét. A dolomiton áthalmozódás következtében megjelent málladéktakaró melegebb klímaviszonyok között jött létre, allochton eredetű vörösagyag (Beck és Borger, 1999; Barta et al., 2009). A felső (O i szint) barnás-fekete humusztakaró kivételével a szintekben a vörösagyag tulajdonságai érvényesülnek (Stefanovits et al., 1999). A mintavételezés során a feltárt 120 cm-es szelvény amely ebben a mélységben nem érte el a karbonátos alapkőzetet főbb talajszintjeiből (O i -, A-, B- és C-szint) és a teljes mélységintervallumban 10 cm-es sűrűséggel vettünk mintákat. A C-szintet textúrája alapján több szintre tagoltuk. A talajminták kémiai adatainak meghatározása magyar szabványok alapján történt. A kémhatás potenciometriásan (MSZ :1978), a humusz- (MSZ :1983), a foszfát- (MSZ :1977), nitrát- (MSZ :1982) és szulfáttartalom (MSZ :1984) spektrofotometriásan, az összes karbonáttartalom gravimetriásan (Dean, 1974), a kálium-, nátriumés magnéziumtartalom (MSZ 20135:1999) láng-atomabszorpciós spektrofotometriával került meghatározásra. A magnézium-, nátrium-, foszfát- és káliumtartalmat Lakanen-Erviötalajkivonatból (LE), illetve utóbbi kettőt vizes kivonatból is meghatároztuk. A talaj humusztartalmának minőségi meghatározására az E4/E6 arányt alkalmaztuk (Stevenson, 1994). A talajminta ásványi összetételét röntgendiffrakciós (XRD) és röntgenflureszcens (XRF) mérésekkel állapítottuk meg. A röntgenfluoreszcens méréseket Horiba Jobin-Yvon XGT-5000 készülékkel végeztük el borsavas magas nyomású préselt pasztillákon 5 párhuzamos méréssel (30 kv feszültség, Rh sugárforrás, 100 μm sugárnyaláb, 900 sec időtartam). A röntgen pordiffrakciós 181

184 vizsgálatok PW-1730 röntgendiffraktométerrel (CuK α sugárzás, gyorsító feszültség 45 kv, csőáram 35 ma, detektor és divergencia rés 1 o, monokromátor grafit) történtek. A szerves geokémiai alapadatokat Delsi Oil Show Analyzer (DELSI Instruments) típusú műszerrel határoztuk meg. A mérés o C hőmérséklet intervallumban, 25 o C/min felfűtési sebesség mellett történt. A minta a pirolízis kezdetén 3 percig 180 o C-on, az oxidációs körben 7 percig 600 o C-on tartózkodott (Nyilas et al., 2008). A mért Rock-Eval alapadatokból meghatározható a szerves anyag mennyisége, minősége és degradációs állapota, illetve a kapott pirogram matematikai bontásával becsülhető a különböző stabilitású szerves komponensek részaránya (Disnar et al., 2003; Sebag et al., 2006; Hetényi et al., 2005, 2006, 2007; Nyilas et al., 2008). Eredmények A vörösagyagos rendzina lejtőhordalék-talaj szelvényének szintjeiben mért talajkémiai adatok értékeit az 1. táblázat mutatja. A vizes ph értéke a kálium-kloridos ph-értékkel összhangban az O i -szinttől a B-szintig jelentős csökkenést mutat, a C-szintben a mélységgel kismértékű növekedés figyelhető meg. A humusztartalom az O i - és A-szintben közel azonos mennyiségű, majd a szelvényben lefelé haladva jelentősen csökken, 35 cm-től már 1% alatt van. A karbonáttartalom változása a szintek között csekély, 3,7% és 4,9% között ingadozik. A vizes- és a LE-kivonatból mért kálium és magnézium mennyisége a C 3 -szint LE-kivonatból mért káliumtartalmának kivételével csökkenő tendenciát mutat a mélység függvényében. Az A- és a B- szint között ugrásszerű, a mélyebb szintekben kisebb léptékű a változás. A nátrium a szelvény teljes hosszában nem mutat számottevő változást. Az anionok közül a foszfát- és a szulfáttartalom kiemelkedően nagy az O i -szintben. Az egyes szintek közötti változás mértékét tekintve a foszfát-, szulfát- és nitráttartalom nagymértékben változik az O i - és az A-szint között, a szulfát 42%-kal csökken, a nitrát 50%-kal nő. A foszfáttartalom több, mint 98%-kal csökken. A C-szinten belül a szulfáttartalom jelentősen nő, 120 cm mélységben már közelíti az A-szint mennyiségét. A foszfát nem mutat jellegzetes változást a C-szintben. A kálium mindkét formában mérve és a magnézium mennyisége egyaránt csökkenő tendenciát mutat, kivételt képez a legmélyebb szintről származó minta LE-kivonatból mért káliumtartalma. A kálium, a magnézium és a nátrium O i - és A-szint közötti változása kismértékű, míg a B-szintnél jelentős az eltérés. mélység ph KCl ph H2O humusz CaCO 3 PO 4 3- (H 2O) PO 4 3- (LE) K + (H 2O) K + (LE) Na + (LE) Mg 2+ (LE) SO 4 2- NO 3 - cm m/m% mg/kg O i-szint 0 1 5,79 6,59 5,10 4,7-46,4-413,4 15,6 485,2 234,2 19,6 A-szint 1 5 5,37 6,13 5,15 3,7 1,57 0,59 51,1 393,9 19,2 465,4 99,5 38,8 B-szint ,90 5,44 1,27 4,2 1,23 kha 27,5 132,2 34,9 347,1 46,5 2,7 C ,11 5,69 0,82 4,0 kha 0,33 15,6 119,3 25,7 278,5 51,0 3,4 C ,28 5,88 0,48 4,2 0,21 0,60 16,7 112,9 26,8 209,2 76,8 2,6 C ,33 5,78 0,52 4,9 kha 0,14 10,7 146,0 39,7 176,6 85,9 2,3 1. táblázat A vizsgált talajminták kémiai adatai (kha: kimutatási határérték alatt) Table 1 Chemical data of examined soil samples (kha: under measurable limit) A vizsgált talaj elemi összetételének vizsgálata röntgenfluoreszcens méréssel történt 10 cm-ként vett talajmintákon. A legnagyobb mennyiségben előforduló főelemek és nyomelemek mennyiségét és a mélység szerinti változásokat az 1. ábra mutatja. A szilícium és az alumínium mennyisége 80 cm mélységig nem mutat jelentős eltérést, mélyebbre haladva azonban a két elem között egy ellentétes változást tapasztaltunk, a szilícium mennyisége 11 %-kal csökken az alumíniumé ezzel párhuzamosan nő. A vas, kálium, magnézium és kalcium mennyisége a szelvény mentén enyhe növekedést mutat. A görbék lefutásában a kálium esetében 40 cm-nél, a magnézium 182

185 esetében 60 cm-nél, a kalcium esetében pedig 100 cm-nél jelenik meg egy-egy kiugró érték. A titán és mangán értékek tendenciájában nincs szabályszerűség a mélység függvényében. A cirkónium 20 cm-ig jelentősen csökken, majd értéke ingadozóvá válik és 100 cm-nél újra egy erősebb csökkenés figyelhető meg. A cink értéke folyamatosan növekvő tendenciát mutat, amely 100 cm-től meredeken emelkedik. 1. ábra A vizsgált szelvény elemeloszlás profiljai Figure 1. Element distribution of the examined profile A röntgendiffrakciós vizsgálatok alapján a mintákban az uralkodó ásvány a kvarc, mellette kaolinit, vermikulit, szmektit, plagioklász, káliföldpát, zeolit és hematit mutatható ki. A szelvényen belül a plagioklász és a káliföldpát aránya, valamint a zeolit mennyisége változó. A vermikulitos jelleg növekszik a mélységgel. A vörösagyagokra az alumínium-oxid megjelenése jellemző, ennek ellenére a gibbsit csak kis mennyiségben volt kimutatható. A vizsgálatok az O i - és A-szintben a kaolinit dominanciáját mutatják (Czirbus et al., 2010), szmektit nem jelenik meg értékelhető mennyiségben. A B-szintben azonban a kaolinit mellett viszonylag jelentős mennyiségű vermikulit és szmektit (elsősorban montmorillonit), valamint kevés földpát és hematit jelenléte is kimutatható. A duzzadó agyagásványok hiányát az O i - és A-szintben komplex röntgendiffrakciós vizsgálattal bizonyítottuk. Etilén-glikollal, lítiummal, káliummal és magnéziummal történő telítés esetén reflexió-elmozdulás nem történt. Hasonlóképpen nem tapasztalható reflexió-változás a lítiummal telített, 250 o C-ra hevített, majd glicerinnel kezelt minta spektrumán sem. A talaj humuszminőségének vizsgálata során az E4/E6 arány az O i -szintben nagyobb, értéke 6,96; míg az A-szintben 5,40. A Rock-Eval pirolízissel kapott szerves geokémiai alapadatok többsége 30 cm mélységben mutat éles változást (2. táblázat). Mivel a pirogramok értékelhetőségi küszöbértéke TOC=0,2 0,3%, a 0,2%-nál kevesebb összes szerves szenet tartalmazó minták esetében a pirogram nem értékelhető. A TOC-nek és a két alkotórészének, a pirolizálható, reaktív (OC r ) és a szénhidrogén termelésre alkalmatlan inert (OC i ) szénnek a mennyisége 30 cm-ig csökken, majd egy kivételtől eltekintve a mélység függvényében gyakorlatilag nem változik. Ezzel szemben a szerves anyag kémiai összetételét jellemző hidrogén index (HI) 20 cm-ig mutat jellegzetes változást, majd a mélységgel ingadozik. 183

186 mélység S2 TOC HI OC reakt OC inert OC i /TOC cm mg CH/g % mg CH/g TOC % ,30 1, ,27 1,22 0, ,82 0, ,15 0,73 0, ,16 0, ,10 0,52 0, ,54 0, ,04 0,25 0, ,44 0, ,04 0,21 0, ,13 0, ,09 0,51 0, <0, ,42 0, ,03 0,23 0, ,50 0, ,04 0,22 0, <0, ,48 0, ,04 0,20 0, ,58 0, ,05 0,27 0,85 2. táblázat A talajminták Rock-Eval pirolízissel meghatározott szerves geokémiai alapadatai Table 2. Organic geochemical data of studied soil samples examined with Rock-Eval pyrolisis szint mélység F1 F2 F3 F4 R I B L B S H E4/E6 cm % % O i ,3 61,5 11,3 0,04-0,35 1,1 29,6 69,8 6,96 A 1-5 1,1 26,5 64,7 7,8 0,04-0,37 1,2 28,7 70,1 5,40 3. táblázat A humuszanyagokat jellemző E4/E6 arány, valamint a teljes és az éretlen szerves anyagnak a Rock-Eval pirogramok matematikai bontásával számított összetétele az O i - és az A-szintben Table 3. E4/E6 ratio measured on fulvic and humic acids, as well as the composition of the total and the immature organic matter calculated by mathematical deconvolution of the Rock-Eval pyrograms for O i - and A-horizons A Rock-Eval pirogramok matematikai bontásának eredményei (3.táblázat) az érett, termikusan rezisztens geo-makromolekulák (F4) koncentrációjának jelentős csökkenését, az éretlen geo-makromolekulák (huminanyagok: F3) koncentrációjának enyhe növekedését mutatják az O i - és az A-szint között (Czirbus et al., 2010). Ugyanakkor a labilis (F1) és a stabil (F2) biomakromolekulák koncentrációja alig változik. Az éretlen szerves anyagon (F1+F2+F3) belül a biomakromolekulák (B L + B L ) kismértékű csökkenésével párhuzamosan növekszik az éretlen geomakromolekulák (H) relatív mennyisége és csökken az E4/E6 arány. Megvitatás A vizsgált talajminták vizes és kálium-kloridos ph-ja egyaránt savas. A két ph különbsége 0,8 egység a felszíni 5 cm-ben, az alsóbb rétegekben a különbség 1,6-ig nő, tehát a terület savanyodásra hajlamos. Az avarszint nagy mennyiségben tartalmaz friss növényi maradványokat, és ezek kezdeti stádiumban lévő degradációs szakaszának is köszönhető a gyengén savas kémhatás. A talaj savas karaktere a mérhető 4 5%-os karbonáttartalom ellenére megmarad, mivel a karbonátok semlegesítő hatása csak az alapkőzet aprózódásából származó mészgöbecsek közvetlen közelében lévő talajrészre terjed ki. A karbonáttartalom nem nő a mélységgel, mivel a szelvény alja nem éri el az ágyazati kőzetet. Az O i - és az A-szint szervesanyag-tartalma közötti kis különbség valószínűleg a szabvány szerinti előkészítési eljárásból adódik. A felső (O i ) szint sokkal nagyobb mennyiségben tartalmaz foszfátot és szulfátot, mint a mélyebb szintek, amelyből arra következtethetünk, hogy ezek a szervetlen alkotók a szerves anyag bomlásából származnak. A jól átlevegőzött avarszintben a szerves kén szulfáttá mineralizálódik. A 184

187 szulfát mennyisége a szervesanyag-tartalommal párhuzamosan meredeken csökken 35 cm-ig, ezt követően pedig növekszik. Utóbbi azért lehet, mert a szerves anyag ugyan negatív hatással van a szulfát adszorpciójára, de a savanyú talajon képződött anioncserére képes Fe- és Al-oxidok adszorbeálhatják. A foszfát mennyisége az általános tendenciával ellentétben, a vizes oldatban nagyobb a LE-kivonathoz képest. Ennek oka az lehet, hogy a savanyú, sok vasat tartalmazó talajban a foszfor kicsapódik nehezen oldható vas-foszfátok alakjában, így savanyú közegben kevésbé mérhető (Stefanovits et al, 1999). A nitrát, annak ellenére, hogy könnyen kimosódó anion az A- szintben halmozódott fel. Ez annak tulajdonítható, hogy a nitrát forrása a felszíni növényzet levélanyaga, és az avarszintből folyamatosan utánpótlódik, valamint az alsóbb rétegek rossz vízvezető képessége miatt nem tud kimosódni. Az oldható magnézium mennyisége a szelvényben lefelé lassan csökken, mivel a kilúgzás gyenge és a magnézium az agyagok felületén jól adszorbeálódik, geokémiai határvonal kimutatására nem használható. A nátrium a legkönnyebben kimosódó bázikus kation, így a talaj felső szintjeiben csak kis mennyiségben fordul elő. A nátrium valószínűleg a földpát mállásából származik. A kálium a szerves anyagokhoz gyengén kötődik. A talajban a kilúgzás gyenge, ezért a felső rétegben 5 35 cm-ig a kálium a talajoldatban van, az alsóbb szintekben azonban az agyagásványokon fixált. A röntgendiffrakciós vizsgálatok alapján a szelvény felső részére a kaolinit (0 5 cm), az alsóbb részére inkább a szmektitek jelenléte a jellemző. Utóbbi agyagásvány típus az, amely a kálium megkötésére képes. Az XRF mérések alapján kimutatható kálium-csúcs (40 cm) a mangán és cink csúcsokkal együtt valószínűleg a növények gyökérzónája miatt jelenik meg. Mivel a terület málladéktakarója a Wetterstein-i mészkő mállási maradéka (Kovács, 1998), ezért a mélység függvényében a kalcium és a magnézium növekvő, a szilícium csökkenő tendenciája a karbonátos kőzet jelenlétére utalhat. Nagy mennyiségű szmektit található a szelvényben, így feltételezhető, hogy a magnézium nemcsak a dolomitból származik, hanem egy magnéziumtartalmú szilikát mállástermékeként maradt vissza. Valószínűleg ezen prekurzor vasmagnézium szilikátból származik a jelen lévő hematit vastartalma is. A vasat a szilikát ásványok főleg Fe(II) formában tartalmazzák. Ha a megváltozott redox-viszonyok hatására a kristályrácsban történő ioncsere, vagy savas oldódás következik be, akkor a talajoldatba kerülve Fe(III)-á oxidálódik, így vas-oxi-hidroxidok, illetve vas-oxidok formájában kiválik. A szmektitek mellett (leginkabb montmorillonit) vermikulit is előfordul a mintákban, ami újdonságnak tekinthető a korábbi magyarországi adatokhoz viszonyítva (Viczian, 2002), de jól belesimul a nemzetközi eredményekbe (Durn, 2003). A cirkónium saját ásványa a cirkon, amely nehézásvány és megtartja a szelvény elemeire jellemző eredeti lefutást. A titánnal együtt általában nagyon immobilis, így kiváló indikátora a talajképződési folyamatok kezdete előtti állapotoknak. Fugacitása csak fluor és szén-dioxid jelenlétében nagy. A felső szintben jellemző relatív nagy mennyisége annak köszönhető, hogy az utóbbi évtizedekben a nagyszámú nukleáris kísérlet, illetve az atomreaktor balesetek következtében a cirkónium a talaj felső szintjeiben dúsult. A titán rendezettségét ebben a szelvényben azonban befolyásolja a vasásványok jelenléte, ugyanis a színes szilikátok mállása következtében felszabaduló titán, vas-oxidok, és vas-oxi-hidroxidok jelenlétében, a vassal kicserélődve ilmenitet alkothat és nemcsak anatázban lehet jelen. A szilikátok fő alkotói, a szilícium és az alumínium mennyisége 80 cm mélységig közel állandóak, ez alatt azonban jól megfigyelhető ellentétes változásuk. A szilícium nagy mennyisége a felső szintekben a talaj magas kvarctartalmának tulajdonítható. A kvarcszemcsék a környező ásványok erőteljes mállása következtében halmozódhattak fel. Ez a tendencia a felső 0 10 cm-ben a legszembetűnőbb. Ha a lejtőn való lehordódás komolyabb mértékű áthalmozódással is járna, valamint egy fiatalabb málladéktakaróról lenne szó, akkor a szilícium és az alumínium a titánhoz hasonló tendencia nélküli lefutást mutatna (Barczi et al., 2006). A mélységprofilokból feltételezhető, hogy az általunk vizsgált tömb egységként csúszik lefelé a lejtőn. A fő ásványi alkotók aránya jól mutatja, hogy a melegebb trópusi és a mérsékelt övi klímaviszonyok egyaránt érvényesültek a talajképződés során. A szilícium és az alumínium ellentétes tendenciája a melegebb trópusi klímaviszonyokra utalhat (bauxit-képződés). Ezen felül a 185

188 vörösföldes-vörösagyagos málladéktakaró szerepét a kaolinit és a talaj vörös színét adó hematit dominanciája mutatja. Ezek a talajalkotók szintén melegebb, csapadékosabb klímaviszonyok között és savas közegben keletkezett másodlagos termékek, amelyek a trópusi területekre jellemzőek (Stefanovits et al., 1999). A jelentős magnéziumkoncentráció, a szmektit (montmorillonit) és a kis mennyiségű földpát jelenléte a B-szintben a mérsékelt övi talajképződésre utal (Stefanovits et al., 1999). A kis szervesanyag-tartalmú szelvény Rock-Eval pirolízissel mért geokémiai alapadatainak mélység szerinti változása megfelel a talajok szerves anyagára jellemző általános evolúciós trendnek. Az összes szervesszén-tartalom (TOC) 40 cm-ig fokozatosan csökken, a C-szintekben az cm mélységköztől eltekintve minimális, közelíti az értékelhetőségi küszöbértéket. A szerves szén mennyiségének változása cm között a legnagyobb, kb. kétszerese a B-szinten belül (20 30 és cm között) mért különbségeknek. A hidrogén index (HI) 30 cm mélységig enyhén csökkenő értéke a bio-makromolekulák humin típusú anyagokká történő átalakulásának korai szakaszát jelzi. A talaj szerves anyagának a mélységgel történő transzformációja során ugyanis, hasonlón a kőszenek mállásához (Lo és Cardott, 1995), az oxidáció korai szakaszát a hidrogéntartalom, és így a HI értékének, csökkenése jellemzi, csak a folyamat előrehaladásával növekszik az oxigéntartalom (Disnar et al., 2003). A transzformáció korai szakaszát mutatják a felső (O i és A) szinteket reprezentáló mintákból meghatározott E4/E6 arányok és a Rock-Eval pirogramok matematikai bontásának eredményei is. Stefanovits et al. (1999) megállapításával összhangban, az általunk vizsgált szelvény O i - és A-szintekben mért értékeinek különbsége a kondenzáció kismértékű előrehaladására utal. A felső szintben még domináns kis molekulájú, könnyen oxidálódó fulvo- és huminsavak mennyisége az A-szintben csökken, és a nagyobb molekulájú, kondenzáltabb huminsavak kerülnek túlsúlyba. A Rock-Eval pirogramok matematikai bontásával nyert mutatókból számított transzformációs arány (I) kissé negatívabb értéke (Czirbus és mtsai, 2010), a bio-makromolekulák (B L +B S ) enyhén csökkenő és a huminanyag (H) enyhén növekvő részaránya az éretlen szerves anyagban (3. táblázat) is megerősíti a hidrogén index, valamint az E4/E6 arány változása alapján a szerves anyag transzformációjára levont fenti következtetést. A szervetlen geokémiai eredmények alapján megállapítottuk, hogy már a talajképző anyag is egy hosszú, több szakaszból álló mállási folyamat eredménye. A mállási folyamatok egymástól rendkívül eltérő mikrokörnyezetekben játszódnak le, ami termékként egy ásványgyűjtemény rendkívüli sokaságát eredményezi. A teljes geokémiai vizsgálatot egybevetve arra a megállapításra jutottunk, hogy a szelvény felső 40 cm-es rétege mutatja a talajosodás jeleit, kilúgzási és felhalmozódási szintekkel. Köszönetnyilvánítás Szeretnénk köszönetet mondani Tóth Máriának (MTA Geokémiai Kutatóintézet) a röntgendiffrakciós mérésekért, Dr. M. Tóth Tivadarnak (SZTE TTIK Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék) az ásványtani elemzésekben, Samu Andreának (SZTE TTIK Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék) a terepi mintavételezésben nyújtott segítségéért, valamint Dr. Gál Anitának (SZIE Talajtani és Agrokémiai Tanszék) a humuszvizsgálatokért. Kutatásainkat a K sz. OTKA projekt támogatásával végeztük. Irodalom Barczi A., M. Tóth T., Csanádi A., Sümegi P., Czinkota I. 2006: Reconstruction of the paleoenvironment and soil evolution of the Csípő-halom kurgan, Hungary. Quaternary International, : Barta K., Tanács E., Samu A., Bárány-Kevei. I. 2009: Hazai rendzinák megfeleltetése a WRB nemzetközi talajosztályozási rendszerben. Agrokémia és Talajtan, 58(1):

189 Beck, R. K., Borger, H. 1999: Soils and relief of the Aggtelek Karst (NE Hungary): A record of the ecological impact of palaeoweathering effects and human activity. In: Bárány-Kevei, I.; Gunn, J.: Essays In The Ecology and Conservation of Karst. International Geographical Union Comission Sustainable Development and Management of Karst Terrains, Szeged- Budapest-Miskolc, Hungary. p Clark I., Fritz P. 1997: Environmental Isotopes in Hydrogeology. Lewis Publishers Boca Raton, New York Dean, W. E. Jr. 1974: Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: Comparison with other methods. J. Sed. Petrol., 44: Disnar, J. R., Guillet, B., Keravis, D., Di-Giovanni, C., Sebag, D. 2003: Soil organic matter (SOM) characterization by Rock-Eval pyrolysis: scope and limitations. Organic Geochemistry, 34, Durn, G. 2003: Terra Rossa in the Mediterranean Region: Parent Materials, Composition and Origin. Geologia Croatica, 56(1): Hetényi M., Nyilas T., M. Tóth T. 2005: Stepwise Rock-Eval pyrolysis as a tool for typing heterogeneous organic matter in soils. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 74: Hetényi M., Nyilas T., Sajgó Cs., Brukner-Wein, A. 2006: Heterogeneous organic matter from the surface horizon of a temperate-zone marsh. Organic Geochemistry 37: Hetényi M., Nyilas T., Sajgó Cs. 2007: Distribution pattern of organic fractions isolated from soils of different topography. The 23rd International Meeting on Organic Geochemistry, Torquay, England, 9th-14th September 2007, Book of Abstract, Hetényi M. 2008: Heterogén szerves anyag a talajban és a recens üledékekben. Akadémiai székfoglaló előadás. Kaszala R., Bárány-Kevei I., Polyák K. 2004: Further dates of heavy metal content on the soil and vegetation of Aggtelek karst (Hungary). Acta Carsologica, 33(2): Kovács S., 1998: Az Észak-magyarországi triász képződmények rétegtana. In: Bérczi, I., Jámbor, Á., (Szerk.): Magyarország geológiai képződményeinek rétegtana, p MOL Rt., MÁFI, Budapest. Less Gy., Kovács S., Szentpétery I., Grill J., Róth L., Gyuricza Gy., Sásdi L.,Piros O., Réti Zs., Elsholz L., Árkai P., Nagy E., Borka Zs., Harnos J., Zelenka T. 2006: Az Aggtelek- Rudabányai-hegység földtana. Magyarország tájegységi térképsorozata. Budapest, Magyar Állami Földtani Intézet. p. 54. Lo, H. B., Cardott, B. J. 1995: Detection of natural weathering of Upper Mc Alaster and Woodford shale, Oklahama, USA. Organic Geochemistry, 22: Nyilas T., M. Tóth T., Hetényi M. 2008: Quantification of soil organic matter degradation by Rock- Eval pyrolysis. Cereal Research Communications 36(Suppl.): Sebag, D., Disnar, J. R., Guillet, B., Di Giovanni, C., Verrecchia, E. P., Durand, A. 2006: Monitoring organic matter dynamics in soil profiles by Rock-Eval pyrolysis : bulk characterization and quantification of degradation. European Journal of Soil Science 57: Stefanovits P., Filep Gy., Füleky Gy. 1999: Talajtan. Budapest, Mezőgazda. p Stevenson, F.J. 1994: Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. 2nd ed., John Wiley & Sons, Toronto. 6 9, Szendrei G. 1998: Talajtan. ELTE, Eötvös Kiadó. p Ujvárosy A. 1998: Földrajzi helyzet, éghajlati viszonyok. In: Baross G.: Az Aggteleki Nemzeti Park. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. p Varga Z., Sipos J., Horváth R., Tóth E. 1998: Az Aggteleki-karszt élővilága. In: Baross G.: Az Aggteleki Nemzeti Park. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. p Viczian I. 2002: Acta Geol. Hung. 45(3):

190 Zámbó L. 1998: Talajtakaró. In: Baross G.: Az Aggteleki Nemzeti Park. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. p Abstract GEOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF SOIL OF SLOPE SEDIMENTS OF RED CLAY RENDZINA NÓRA CZIRBUS, TÜNDE NYILAS and MAGDOLNA HETÉNYI University of Szeged, Department of Mineralogy, Geochemistry and Petrology H-6701 Szeged PO Box 651, Hungary, During the last decade besides their agrochemical characterization, the geochemical investigation of soils has received increasing attention owing to the significant role played by both their mineral and organic composition in the processes of pedogenesis, in the migration of contaminants and in the global carbon cycle. This work was performed as part of a project aiming at the geochemical characterization of the organic matter stored in the major soil types of Hungary. Here we present elementary and mineral composition, as well as Rock Eval data determined on a soil profile representing a soil of slope sediments of red clay rendzina (Aggtelek Karst, NE Hungary). Our results suggested that phosphate, nitrate and sulphate derived from the litter layer and were not washed out from the top layer because of the bad transmissivity of deeper layers. Magnesium came not only from dolomite but mostly from a Fe-Mg-silicate which could also be the source of the Fecontent of the hematite. The early stage of the transformation of the biomass into humic substances in the A horizon was shown by the downward decreasing values of E4/E6 ratio measured on the water soluble organic fractions and those of hydrogen index, as well as by the results of the mathematical deconvolution of the Rock Eval pyrograms. Both warm tropical and temperate climatic conditions could exist during pedogenesis as it was evidenced by the mineral composition of the samples. The source material of the studied soil seemed to result from long multi-phased weathering processes taking place in different micro-environments and leading to a heterogeneous mineral composition of the soil. All geochemical data exhibited the signs of pedogenesis in the upper 40 cm of the studied profile and they suggested the lack of reworking during sliding down on the slope. 188

191 ERÓZIÓVESZÉLYEZTETETTSÉG VIZSGÁLATA A SOPRONI-HEGYSÉG ERDŐSÜLT KISVÍZGYŰJTŐJÉN AZ USLE ÉS AZ EROSION-3D MODELLEKKEL CSÁFORDI PÉTER Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdőmérnöki Kar Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet 9400 Sopron, Bajcsy-Zsilinszky u. 4., Összefoglalás Tanulmányomban a soproni-hegységi Farkas-árok rendszeres erdészeti beavatkozásokkal érintett kisvízgyűjtőjének erózióval veszélyeztetett területeit vizsgáltam. Az eróziós becsléseket az empirikus Egyetemes Talajvesztési Egyenlettel (USLE) és az EROSION-3D raszterbázisú fizikai eróziómodellel végeztem a október és október közötti időszakra. Az 1 hektárra eső átlagos éves talajveszteség értékét az egyes pixelekre (25 m 2 -es raszterfelbontás), az egyes erdőrészletekre és vegetációs típusokra is megadtam, az erodálódott talaj összes tömegét pedig az erdőrészletek és növényborítási kategóriák szintjén mutattam ki. A két modellel kapott minőségi és mennyiségi eredményeket összehasonlítottam egymással. Az USLE eredményei szerint a felületi erózió okozta talajveszteség egyik erdőrészletben és vegetációs típusnál sem haladta meg a 2,2 t/ha értéket, és nem lépte túl a cm mély termőréteg esetén megengedhető határértéket (4,1 9 t/ha/év). Rasztercellák szintjén jelentkezett néhány magasabb érték, de csak ott, ahol ténylegesen vízmosásos erózió, illetve meredek partfal fordul elő. A Farkas-árok 56 hektáros területén a felületi erózió során 30 tonna talaj pusztult le a referencia-időszakban. Az EROSION-3D modell mind az erózió mind az akkumuláció mennyiségét erősen felülbecsülte, de a potenciálisan erózióveszélyeztetett területeket következetesen adta meg az erozív csapadékeseményekre, illetve havi és éves felbontásban is. A két modell eredményeit tekintve a Farkas-árokban a lejtőhossz és lejtőhajlás kombinált értéke, az LS-faktor gyakorol legnagyobb hatást az erózióra. A legveszélyeztetettebb területek az árkok, völgyek, burkolatlan közelítőutak és a patakot kísérő meredek partfalak. A modellek alkalmazásának azonban vannak korlátai, az egyes részeredményeket pontatlanságok terhelhetik. Kulcsszavak: erózió, számítógépes eróziómodellezés Bevezetés Az erdő talajvédő hatása jól ismert, a kutatások során legtöbbször nem feltételeznek eróziót az erdővegetációval borított felszínen. A helytelenül végzett fakitermelések, útépítések miatt azonban erdősült vízgyűjtőkön is bekövetkezhet talajpusztulás. A klímaváltozás következtében egyre szélsőségesebbé váló csapadékviszonyok sárlavinákat indíthatnak el a hegyvidéki területeken. A fátlan részeken sokszor csak a csupasz alapkőzet marad vissza, és a talaj nehezen vagy egyáltalán nem fejlődik újra. Kevésbé extrém körülmények között is jelentős károk keletkezhetnek a vágásterületeken, illetve a közelítő nyomvonalakon. A termőtalaj vesztesége megnehezíti az erdőgazdálkodás feltételeit. Az akkumulációs területek helyreállítása költséges. Az erodálódott talaj egy része eléri a befogadó vízfolyásokat, melyek továbbszállítják azt. A szállított hordalék többek között csökkentheti a vízi műtárgyak élettartamát, hozzájárul a víztározók feltöltődéséhez, a vizes élőhelyek átalakulásához. A lebegtetett hordalékszemcsékhez kötődő anyagok az ökoszisztéma elszennyeződéséhez vezethetnek. A túl magas lebegőanyag-koncentráció károsíthatja az öntözőrendszereket, és gondot okozhat az ivóvíz-felhasználásban is. E káros hatások azonban csökkenthetők, vagy elkerülhetők, ha megfelelő gazdaságitechnológiai eljárással végzik az erdészeti munkálatokat. Ehhez ad segítséget a tudomány, az 189

192 erózióra hajlamos területek kimutatásával, az egyes erdészeti beavatkozások hatásának értékelésével és a talajt leginkább kímélő módszerek ajánlásával. Az erdőterületi erózió jelenségét, a vízfolyások hordalékszállítása és erdészeti tevékenységek közti összefüggéseket, valamint a vízfolyásba jutó talaj káros hatásait számos szerző vizsgálta és ismertette (Thomas, 1985; Maidment, 1993; Surfleet et al., 1996; Lewis, 1998; Lisle et al., 1998; Gordon et al., 2004; Owens és Collins, 2006; Chang, 2006). A tanulmány előzményeként Intézetünk a Soproni-hegység területén több eróziós vizsgálatot folytatott. Kucsara és Rácz (1991) a Tacsi-árok, Csáfordi et al. (2009) pedig a Rák-patak 10 km 2 -es részvízgyűjtőjének fajlagos eróziós talajveszteségét becsülte meg egy-egy tó feltöltődése alapján. Gribovszki (2000) egyes kisvízfolyások hordalékszállításával foglalkozott. Jelen kutatásom célja volt, hogy az Egyetemes Talajvesztési Egyenlettel (USLE) és az EROSION-3D fizikai eróziómodellel kimutassam az erózióval veszélyeztetett területeket és a október és október között bekövetkezett talajveszteség mennyiségét a Farkas-árokban. A két modell adta eredményeket összehasonlítottam egymással. Anyag és módszer Vizsgálataimat a Soproni-hegység egyik kisvízgyűjtőjén, a Farkas-árokban végeztem. A területen kristályos pala aljzatra települtek több rétegben, más-más ülepedési viszonyok között a szárazföldi törmelékes kőzetek (konglomerátum, kavics, homok, iszap). A völgyben az átlagos lejtés meghaladja a 21%-ot, a völgyfenék átlagos lejtése pedig 7,7%, de gyakoriak a zúgó-tavacska szekvenciák. A legfelső talajszintben (0-50 cm) mindenhol jellemző az igen nagy mennyiségű finom homok frakció jelenléte. Sok helyen cm-rel a talajfelszín alatt agyagos réteg húzódik (Bellér, 1996). Az erózióveszélyt igazolják a Farkas-árok alsó harmadában megfigyelhető földcsúszások. A terület éghajlatában a mediterrán, a kontinentális és az óceáni hatás is érezhető. A vizsgált vízgyűjtőn októbertől októberig 730,5 mm csapadék hullott. A Farkas-árok nagyrészt erdővel borított, lombhullató és örökzöld vegetáció egyaránt jelen van. Az utóbbi években egyre több területen kell egészségügyi tarvágást végrehajtani a lucfenyvesekben fellépő tömeges szúkárosítás miatt. A vágásterületeken és a közelítőutakon megindulhat a talajpusztulás, amely a földcsúszásokon, partomlásokon és medererózión kívül hordalék-utánpótlást szolgáltat a patak számára. Az eróziómodellek talajvédelmi gyakorlatban betöltött szerepe nagyon jelentős, mivel a talajerózió terepi mérése idő- és munkaigényes folyamat. Vizsgálataimat az USLE és az EROSION- 3D modellekkel végeztem, ezért ezek bemutatására térek ki. Az Egyetemes Talajvesztési Egyenletet mai formájában 1978-ban közölte Wishmeier és Smith. Az USA-ban megalkotott empirikus összefüggést több átdolgozott változat követte. Az egyenletben 6 tényező összeszorzásával becsülhető az egységnyi területre jutó átlagos éves talajveszteség értéke: A = R*K*L*S*C*P. A szorzatban A az átlagos éves talajveszteség egységnyi területen (t*ha -1 *év -1 ); R az esőtényező (erozivitás), a helyileg várható záporok erózió-potenciálja megművelt, de bevetetlen talajon (kj*m -2 *mm*h -1 ); K a talaj erodálhatóságát kifejező tényező (t*ha -1 *m 2 *kj -1 *h*mm -1 ); L a lejtőhosszúság tényezője, a talajveszteség aránya a 22,13 m hosszúságú lejtőhöz viszonyítva (viszonyszám); S a lejtőhajlás tényezője, a talajveszteség aránya 9%-os lejtőhöz viszonyítva (viszonyszám); C a növénytermesztés és gazdálkodás tényezője, a talajveszteség aránya a különböző talajfedettség és gazdálkodásmód esetén a fekete ugaréhoz viszonyítva (viszonyszám); P a talajvédelmi eljárások tényezője, a talajveszteség aránya vízszintes, sávos vagy teraszos művelés esetén a lejtőirányú műveléshez viszonyítva (viszonyszám) (Centeri, 2001). Az USLE-t mezőgazdasági művelés alatt álló amerikai területekre, az úgynevezett Wishmeier-parcellákra dolgozták ki, így az egyenlet adaptálás nélkül nem használható sikeresen más jellegű területekre. Az USLE különböző jellegű vízgyűjtőkön való alkalmazhatóságát Risse et al. (1993) és Gribovszki (2000) is tárgyalja. Hivatkozásaik szerint az USLE-val módosítás nélkül, az erdővel borított felső vízgyűjtőkre meghatározott talajveszteség akár egy nagyságrenddel is 190

193 meghaladhatja a ténylegesen várható értéket, mivel az erdőterületeken a talajbolygatás mintázata legtöbbször szabálytalan, és a felszíni lefolyást gyakran nagyobb szerves törmelékdarabok akadályozzák. Az USLE 3-18%-os lejtésű és 122 méternél rövidebb lejtőszakaszok talajveszteségének és -akkumulációjának előrejelzésére javasolt, de nem ajánlott a parcellák alacsony lejtésű területein végbemenő depozíció becslésére. Meredek lejtőkre alkalmazva felülbecsli az erózió mértékét és elsősorban hosszú távú, éves előrejelzésre használható. Centeri (2001) felhívja a figyelmet, hogy milyen mértékegység-egyeztetési problémák jelentkeznek az USLE-val való számolások során. Az egyenlet hátránya még tapasztalati jellege, illetve, hogy nem számolható vele a vonalas eróziós és tömegeróziós talajveszteség. Vízgyűjtő szinten mennyiségi erózióbecslés helyett minőségi értékelésre ajánlott. Salamin (1982) írja, hogy az USLE hazai alkalmazását Kiss, Prímás és Regős 1972-ben készítette el, 1987-ben Schwertmann irányításával pedig Európa más részeire is átdolgozták. Tényezőinek meghatározására számos módszert fejlesztettek ki (Schwertmann et al., 1987; Centeri, 2001). Az egyenletet a talajvédelmi tervezés napjainkban is gyakran alkalmazza. Az EROSION-3D (E-3D) (von Werner, 1995 in von Werner, 2007) egy dinamikus, eseményorientált eróziómodell, mely fizikai összefüggések segítségével jelzi előre a természeti folyamatokat. Az eróziós számítások alapja egy raszteres domborzatmodell, ezért a modellezés előfeltétele a térinformatikai adatfeldolgozás. A csapadékesemények által kiváltott talaj- és tápanyagveszteség, a depozíció és a felületi lefolyást jellemző változók eredményei minden egyes rasztercellára kiértékelhetők különböző időintervallumokra. Adatigénye magas, hiszen a megbízható eredményhez nagy térbeli felbontásban célszerű megvizsgálni a lejtésviszonyokat, a talajtulajdonságokat és a csapadékadatokat. Fizikai jellege miatt nem veszi figyelembe a biotikus folyamatok kedvező hatásait (pl. növényi és állati eredetű makropórusok), ezért a valósnál kisebb mértékű beszivárgással, és emiatt nagyobb felületi lefolyással és erózióval számol. Az EROSION- 3D-vel nemcsak a felületi erózió, hanem a vonalas erózió és a vízfolyásokba jutó hordalék mennyisége is modellezhető. Az USLE-hoz hasonlóan azonban az EROSION-3D sem alkalmazható sikerrel validálás nélkül. Az USLE-vel végzett számítások és az EROSION-3D-hez szükséges raszteres rétegek, továbbá a területi statisztikák és a felületi erózióval veszélyeztetett területek térképei is az ArcGIS szoftverrel készültek. Vizsgálataim során az M=1:10000-es méretarányú, EOV topográfiai térképből levezetett digitális domborzatmodellt (5X5 m-es felbontás), a évi légifotót, illetve az 1994-es és 2004-es erdészeti üzemtervek adatait dolgoztam fel. A domborzatmodell alapján lehatároltam a kisvízgyűjtőt, elkészítettem a vízhálózat és a lejtésviszonyok térképét. A légifotóból és az üzemtervekből kiindulva digitalizáltam a vegetációborítást, az úthálózatot és az erdőrészleteket. A csapadékadatokat intézetünk hidegvíz-völgyi hidrometeorológiai mérőállomásának 0,5 és 0,1 mm érzékelési küszöbű billenőedényes csapadékmérője szolgáltatta. A csapadék-erozivitás (R-faktor) számításánál Schwertmann (1987), Sauerborn (1994) és Centeri (2001) útmutatásait követtem. Erozív csapadékeseményeknek azokat vettem, melyek során legalább 10 mm csapadék hullott, vagy ha ennél kevesebb, akkor a fél órás intenzitásuk meghaladta a 10 mm/h-t. Ha két csapadékesemény között eltelt 6 óra alatt 1 mm-nél kevesebb csapadék hullott, akkor az két külön csapadékeseménynek számított. Ha az erozív eső 30 percnél kevesebb ideig tartott, akkor a 30 perces intenzitásnak a teljes csapadékmennyiség felelt meg. Az egységnyi csapadékok energiájának számításakor 30 perces intenzitásokkal dolgoztam. A 0,1 mm-es felbontású műszer alulbecslő, és a 0,5 mm-es felbontású berendezés felülbecslő jellegét az értékpárok átlagolásával korrigáltam. A K-tényező becsléséhez és a kisvízgyűjtő talajtérképéhez a Farkas-árok területén gyűjtött 25 talajminta szemeloszlás-elemzése, víz- és szervesanyag-tartalom vizsgálata, illetve Bellér (1996) talajvizsgálati jegyzőkönyvei szolgáltak alapul. A talaj erodibilitását a következő képlettel (Schwertmann et al., 1987) adtam meg: K = 2,77 * 10-6 * M 1,14 * (12-OS) + 0,043 * (A-2) + 0,033 * (4-D) ahol: M = (0,063 0,002 mm-es szemcsetartomány [%] + 0,1 0,063 mm-es szemcsetartomány [%]) * (0,063 0,002 mm-es szemcsetartomány [%] + 2 0,063 mm-es szemcsetartomány [%]); OS = 191

194 Szervesanyag-tartalom %-ban (ha OS > 4%, akkor értéke 4 lesz); A = aggregátum osztály; D = vízáteresztési osztály. K erodálhatósági tényező mértékegysége itt [t*ha -1 *m 2 *KJ -1 *h*mm -1 ]. A lejtőhosszúság és lejtőhajlás tényezőjét (LS-faktor [viszonyszám]) az ArcGIS (ArcMap) térinformatikai szoftver Raszteres számítások funkciójával határoztam meg a következő egyenlettel (Ma 2001): 0,6 1,3 LS ( Összegyülekezés Cellahossz / 22,13) ( Sin( *0,01745) / 0,09) *1,6 ; ahol Összegyülekezés az a raszteres réteg, amely megmutatja, hogy az egyes cellák hány másik cellából gyűjtik össze a lefolyó vizet; Cellahossz : a raszteres felbontásra utal (itt: 5m); : lejtőhajlás [ o ]. A C- és P-faktorokat szakirodalmi átlagértékek és terepi megfigyelések alapján adtam meg (Ma, 2001; Stumpf és Auerswald, 2006; US EPA, 2009; IASTATE). Az átlagos havi növényborítást a lombkoronáról és a talajfelszínről készült fotók, továbbá terepi tapasztalatok segítségével állapítottam meg. Az EROSION-3D hiányzó paramétereit (pl. termőréteg sűrűsége, megelőző talajnedvesség, érdesség) a Szászországra készült paraméterkatalógusból pótoltam. Az erózióval veszélyeztetett területek megjelölése a Rácz (1985) által leírt toleranciahatárok alapján történt, melyek a következők: 20 cm mély termőrétegig 1 t/ha/év, 40 cm-es termőrétegig 2,2 t/ha/év, 60 cmig 4,1 t/ha/év, 80 cm-ig 6,4 t/ha/év, 100 cm-ig 9 t/ha/év, 120 cm-ig 11,8 t/ha/év, 140 cm-ig 15,0 t/ha/év a tolerálható talajveszteség értéke. A kísérleti vízgyűjtőben jellemző átlagos termőrétegvastagság cm. Eredmények A térinformatikai elemzések során új eredményeket kaptam a vízgyűjtők lejtésviszonyaira. A Farkas-árok 60,6 hektáros területén a maximális lejtés 51,5%-os, az átlagos lejtés 21,4%. Az USLE egyes tényezői a következő értéktartományokban mozognak. A K-faktor a 0,32 0,42 t*ha - 1 *m 2 *kj -1 *h*mm -1, az LS-faktor a 0 97,06, a C-faktor a 0,003 0,01 és a P-faktor a 0,20 0,35 értékeket veszi fel. A október 22. és október 16. között lehullott erozív csapadékesemények teljes eróziós faktora 108,4 kj*m -2 *mm*h -1 volt október második felében és október első felében nem mértünk erozív esőket. A június-augusztusi zivatarok együttes erozivitása az éves esőtényező több, mint 80%-át jelentette. A szemeloszlás-vizsgálat kimutatta, hogy a Farkas-árok területén a felső cm-es talajréteg fizikai félesége homokos vályog, vályogos homok, illetve iszapos vályogos homok a német talajtani gyakorlat (KA 4 szabvány) szerint. Az eróziós események minőségi és mennyiségi értékelése a október október közötti időszakra az egyes rasztercellák (25 m 2 -es felbontás), az erdőrészletek és a növényborítási vagy vegetációs kategóriák szintjén is mindkét modellel elkészült. A felületi erózió okozta átlagos éves fajlagos talajveszteség az USLE-val kapott eredmények alapján egyik erdőrészletben sem volt nagyobb 2,2 t/ha-nál. 25 m 2 -es felbontásnál, egyes rasztercellákban magasabb az erózió, de csak ott, ahol ténylegesen vízmosásos erózió és meredek partfal található. A talajpusztulás értéke azonban e helyeken sem haladta meg a 9 t/ha-t (1. ábra). A felületi erózió a referencia-időszakban összesen 30,04 tonna talajveszteséget okozott, mely a Farkas-árok utak és vízfolyások nélkül vett 55,6 ha-os területére vonatkozik. A legtöbb talaj a nagy lejtésű és gyérebb lombkorona-záródású völgyközépi területről mosódott le. Az átlagos talajveszteséget és összes erodálódott talajmennyiséget az egyes erdőrészletekre és vegetációs típusokra diagramon is ábrázoltam (2. ábra). Az ábra alapján a patakparti vegetáció, a vágásérett bükkösök, a lékekkel tagolt fenyvesek és a fiatal fenyőelegyes bükkösök területe a felületi erózió szempontjából legsérülékenyebb. E helyek mindegyikén magas az átlagos lejtés, míg a vágásérett bükkösöknél és a lékekkel tagolt fenyveseknél a kiritkult lombborítás, valamint a helyenként csekély aljnövényzet és avartakaró is szerepet játszott az eróziós veszélyeztetettségben. A becsült talajpusztulás azonban egyik vegetációs típusnál sem múlta felül az 1,1 t/ha fajlagos évi 192

195 eróziós talajveszteséget, amely jóval alatta marad a cm termőrétegnél megadott határértéknek. Az EROSION-3D-vel 59,8 ha-os területre végeztem eseményalapú modellezést, majd az egyes erozív csapadékok hatását havi és éves szinten összegeztem. A fizikai modell mind az erózió, mind a lerakódás mennyiségét erősen felülbecsülte (3. ábra). A potenciálisan erózióveszélyeztetett területeket azonban következetesen mutatta ki az eseményalapú, a havi és az éves időfelbontásban is, tehát a legérzékenyebb részek elhelyezkedése nem változott (4. ábra). 1. ábra Számítások az USLE-val: átlagos talajveszteség az egyes rasztercellákban, az egyes erdőrészletekben és a teljes felületi eróziós talajveszteség az erdőrészletek szintjén Figure 1. Results with the USLE-model: average soil loss for each rastercells, each parts of forest and total amount of surface erosion in each parts of forest 2. ábra Számítások az USLE-val: az átlagos talajveszteség és a teljes felületi eróziós talajveszteség az egyes vegetációtípusok esetén Figure 2. Results with the USLE-model: the average soil loss and the total amount of surface erosion at each type of vegetation 193

196 3. ábra Számítások az EROSION-3D-vel: az átlagos talajveszteség és a teljes felületi eróziós talajveszteség az egyes vegetációtípusok esetén Figure 3. Results with the EROSION-3D model: the average soil loss and the total amount of surface erosion at each type of vegetation 4. ábra Az EROSION-3D-vel modellezett átlagos talajveszteség különböző időbeli felbontásban Figure 4. The average soil loss by EROSION-3D model at different temporal resolution A két modell adta értékeket összehasonlítva a nagyságrendi különbség az átlagos fajlagos talajveszteségnél is szemléletes (5. ábra). Az egyes területborításoknál az EROSION-3D-vel kapott értékek tendenciájukban helyenként eltérnek az USLE eredményeitől, de az E-3D-nél is szembetűnő a patakparti vegetációk és a lékekkel tagolt fenyvesek területének eróziós veszélyeztetettsége. Az USLE az utak (lineáris) erózióját nem tudta becsülni. Az E-3D ugyanakkor kimutatta, hogy a földutakon következett be a legnagyobb mértékű átlagos talajveszteség. 194

197 5. ábra Az átlagos talajveszteség az egyes területborítási osztályokban az USLE és az EROSION- 3D szerint Figure 5. The average soil loss at each type of land coverage after the models USLE and EROSION-3D 6. ábra A lejtőszög és a lejtőhossz kombinált hatása (LS-faktor) az átlagos fajlagos talajveszteségre Figure 6. The combined effect of slope angle and slope length (LS factor) to the average specific soil loss Megállapítható, hogy a Farkas-árok területén a lejtőhossz és a lejtőszög kombinált értéke, vagyis az LS-faktor gyakorolta a legnagyobb hatást az eróziós eseményekre (6. ábra), azonban nem minden nagy lejtőfaktorú területen kellett erózióveszéllyel számolni, amelyben nagy szerepe van a vegetációnak. A réteken és az újulatoknál például a magas LS-faktort jelentősen ellensúlyozta a sűrű lágyszárú aljnövényzet talajborítása és a feltalajt gazdagon átszövő gyökérzete. A legveszélyeztetettebb területek az árkok, völgyek, burkolatlan közelítőutak és a meredek partfalak. 195

198 Megvitatás Az USLE-val a felületi erózióra kapott mennyiségi és minőségi eredmények megfelelőek, habár az egyenlet tényezőit több pontatlanság terheli. Nem szabad elfelejteni, hogy az erdőterületi erózió legjelentősebb formáit, a tömegeróziót, a közelítőutak vonalas erózióját és a medereróziót az Egyetemes Talajvesztési Egyenlet nem becsli, ezért a teljes eróziós talajveszteség jóval meghaladhatja a 30,04 tonnát. Az EROSION-3D-vel végzett modellezésből csak a minőségi értékelés tekinthető megbízhatónak, a teljes talajveszteség és a depozíció mennyisége annak ellenére is túlzottan felülbecsült, hogy a tömegeróziót az E-3D sem veszi figyelembe. Az Anyag és módszer fejezetben bemutatott modellhiányosságokon túl a felülbecslés oka lehet még az is, hogy a hiányzó paramétereket a szászországi paraméterkatalógusból egészítettem ki, amely nem tartalmazza a lokális heterogenitásokat. Csapadékadataink és az ebből származtatott értékek pontosságát befolyásolja, hogy csapadékmérő berendezéseink a vizsgálati terület súlypontjától 2 km-re helyezkednek el. A csapadékesemények lokális változékonysága miatt adataink nem biztos, hogy reprezentatívak a vízgyűjtő minden részére. Meg kell említeni még a mérőműszerek jellegéből adódó pontatlanságokat és az adathiányokat. A fűtött csapadékmérő a hó mennyiségét is mérte, azonban a hóolvadás tényleges erozivitását nem állt módunkban becsülni. A töréslépcsők, hirtelen lejtőátmenetek, meredek partszakaszok és az úthálózat a felületi lefolyás irányát és sebességét megváltoztathatják, ezáltal az eróziós számítások elfogadhatóságát is jelentősen befolyásolják. A modellek korlátaik ellenére hasznos segítséget nyújtanak a gazdálkodóknak, a potenciálisan erózióveszélyeztetett területek ismerete az erdészeti beavatkozások tervezésében fontos szerepet játszhat. Köszönetnyilvánítás Tanulmányom a Deutsche Bundesstiftung Umwelt, az ERFARET (GOP / ) és a TÁMOP 4.2.1/B-09/KONV jelű program anyagi támogatásával jött létre. Hálás köszönet illeti a Leibniz Universität Hannover, Naturwissenschaftliche Fakultät, Institut für Physische Geographie und Landschaftsökologie dolgozóit. Külön kiemelném Professor Dr. Thomas Mosimann, Dr. Jens Gross, Dr. Uwe Meer és Jan Bug Urakat. Köszönet a NyME-EMK, Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet támogatásáért, főként Dr. Gribovszki Zoltán, Dr. Kalicz Péter és Brolly Gábor Uraknak. Irodalom Bellér P. 1996: Meszezési kísérletek a Soproni-hegységben. Kutatási jelentés, Soproni Egyetem, Sopron. Centeri Cs. 2001: Az általános talajveszteség becslési egyenlet (USLE) K tényezőjének vizsgálata. Ph.D. értekezés, Szent István Egyetem, Gödöllő. 103 p. Chang, M. 2006: Forest hydrology (An introduction to water and forests), Second Edition. Stephen F. Austin State University, Nacogdoches, Texas, U.S.A. Taylor and Francis, Boca Raton, p Csáfordi P., Kalicz P., Gribovszki Z., Kucsara M. 2009: A Brennbergi-tározó hordaléklerakódásvizsgálata. Hidrológiai Közlöny, 3: Gordon, N. D.; McMahon, T. A.; Finlayson, B. L.; Gippel, C. J.; Nathan, R. J. 2004: Stream hydrology (An introduction for ecologists), Second Edition. John Wiley and Sons, Ltd., Chichester. p , Gribovszki Z. 2000: Erdősült kisvízgyűjtők vízfolyásainak hordalékszállítása, Vizsgálatok két soproni kisvízgyűjtőn. Ph.D. értekezés. NYME, Sopron. p

199 IASTATE: Universal Soil Loss Equation. Iowa State University of Science and Technology. Kucsara M., Rácz J. 1991: Eróziós talajveszteség vizsgálata erdőterületeken. Hidrológiai Tájékoztató, 31(1): Lewis, J. 1998: Evaluating the impacts of logging activities on erosion and suspended sediment transport in the Caspar Creek watersheds. Albany, CA: Pacific Southwest Research Station, Forest Service, USDA. General Tech. Rep. PSW GTR-168: Lisle, T. E., Napolitano, M. B. 1998: Effects of recent logging on the main channel of North Fork Caspar Creek. Albany, CA: Pacific Southwest Research Station, Forest Service, USDA. General Tech. Rep. PSW GTR-168: Ma, J. 2001: Combining the USLE and GIS/ArcView for Soil Erosion Estimation in Fall Creek Watershed in Ithaca, New York, CSS620- Spatial Modeling and Analysis. Maidment, D. R. (ed.) 1993: Handbook of hydrology. McGraw-Hill, Owens, P. N., Collins A. J. (eds.) 2006: Soil erosion and sediment redistribution in river catchments, Measurement, modelling and management. CAB International, NSRI Cranfield University. p Parameterkatalog Sachsen: Rácz J. 1985: Erdővel borított lejtős területek ellenállása az erózióval szemben. A lejtős területek gazdaságos hasznosítása tudományos tanácskozás. Agrártudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Gödöllő. p Risse, L. M., Nearing, M. A., Nicks, A. D., Laflen, J. M. 1993: Error assessment in the Universal Soil Loss Equation. Soil Science Society of America Journal, 57(3): Salamin P. 1982: Erózió elleni küzdelem és környezetvédelem. Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöki Továbbképző Intézet, Budapest. p Sauerborn, P. 1994: Die Erosivität der Niederschläge in Deutschland. Ein Beitrag zur quantitativen Prognose der Bodenerosion durch Wasser in Mitteleuropa. Bonner Bodenkundliche Abh. Institut für Bodenkunde, Bonn. p. 39. Schwertmann, U., Vogl, W., Kainz, M., Auerswald, K., Martin, W. 1987: Bodenerosion durch Wasser: Vorhersage des Abtrags und Bewertung von Gegenmaßnahmen. Eugen Ulmer GmbH and Co., Stuttgart. p Stumpf, F., Auerswald, K. 2006: Hochaufgelöste Erosionsprognosekarte von Bayern. Die Wasserwirtschaft, 96(7 8): Surfleet, C. G., Ziemer, R. R. 1996: Effects of forest harvesting on large organic debris in coastal streams. Conference on coast redwood forest ecology and management, June 1996, Arcata, CA, Berkeley, CA: University of California. p Thomas, R. B. 1985: Measuring suspended sediment in small mountain streams. USDA Forest Service, Pacific Southwest Forest and Range Experiment Station, General Technical Report PSW-83: 1 9. US EPA 2009: Water Models / Barton Springs Salamander Meadow. US Environmental Protection Agency. Von Werner, M. 2007: Erosion-3D Ver Benutzerhandbuch. GeoGnostics Software, Berlin. p

200 Abstract EXAMINATION OF RISK OF EROSION WITH THE MODELS USLE AND EROSION-3D IN THE FORESTED SUBCATCHMENT OF SOPRON-HILLS PÉTER CSÁFORDI University of West-Hungary, Faculty of Forestry, Institute of Geomatics and Civil Engineering H-9400 Sopron, Bajcsy-Zsilinszky u. 4., Hungary, This paper examines the erosion-threatened areas of Farkas-Creek in the Sopron-Hills, where forestry interventions are constantly carried out. The examinations were conducted with the Universal Soil Loss Equation (USLE) and the EROSION-3D raster based physical erosion model for the interval between October 2008 and October The average yearly soil loss pro hectare has been calculated for each pixels (25 m 2 raster cells), each parts of forest and each vegetation types. The total amount of eroded soil has been evaluated for the parts of forest and vegetation categories. The results by the two models were compared with each other. As the USLE showed soil loss by surface erosion didn t exceed the value of 2.2 t/ha/year either at parts of forest or vegetation types, i.e. it didn t exceed the limit value (4.1-9 t/ha/year) at cm surface soil. Higher values appeared in some raster cells but only in the territory of gully erosion and steep stream wall. 30 t soil has been eroded by the surface erosion in the 56 ha area of Farkas- Creek in the reference interval. EROSION-3D overestimated the amount of erosion and deposition strongly, however the potential erosion-endangered areas have been also consequent given for erosive rainfall events, respectively for monthly and yearly resolution. The combined value of inclination and slope length, i.e. the LS factor has strongest influence to erosion considering the results of the two erosion models. The gullies, ditches, unpaved forestry roads and the steep stream walls are the most potential erosion-threatened territories. However model applications have limits and sub results are influenced by uncertainties. 198

201 A FELELŐS KÖRNYEZETI MAGATARTÁS MODELLJEI CSISZÁR GYÖNGYI Nyugat-magyarországi Egyetem, Kitaibel Pál Környezettudományi Doktori Iskola 9400 Sopron, Bajcsy Zs. u. 4, Összefoglalás A fenntartható fogyasztás egyik alapfeltétele a környezettudatos egyéni magatartás. Környezeti tudaton az egyén és a társadalom környezeti értékrendjét, a környezetről alkotott ismereteit és az adott kultúra esztétikai és morális elvei alapján a környezethez való hozzáállást értem. Az egyén akkor válik környezettudatossá, ha környezeti ismeretetekkel rendelkezik és elhatározásai, döntései, cselekedetekben is képesek megnyilvánulni. A környezetbarát viselkedés és szemlélet hosszútávon a fenntarthatóságot biztosíthatja. A környezeti tudatosság öt legfontosabb komponense az ökológiai tudás, a környezeti értékek, a környezeti attitűdök, a cselekvési hajlandóság és a konkrét cselekvés. A korai modellek a tudás-attitűd-cselekvés hármasra építettek és nem vették figyelembe, hogy ezek nem vezethetők le egyértelműen egymásból. Ajzen és Fishbein a tudatos cselekvés modelljét alkották meg, mely értékelő és normatív hiedelmeken alapszik és az attitűd már befolyásolja a cselekvési szándékot és kialakítja a cselekvést magát. Ajzen modelljét továbbfejlesztette és kialakította a tervezett magatartás modelljét, amely már komplex összefüggésrendszerként határozza meg a környezeti magatartást. Hines figyelembe veszi a személyiségeket befolyásoló tényezőket, a környezeti problémák ismeretét, illetve különböző szituációs tényezőket és megalkotja a felelős környezeti magatartás modelljét. Később jórészt szintetizáló modelleket állítottak fel. Exponenciális növekedés jellemző a népesség, a termelés, a fogyasztás és a szennyezés tekintetében is, így a környezettudatos (fogyasztói) magatartás kialakítása halaszthatatlan feladat. A környezeti tudat kialakítását célzó programok elsősorban intézményi keretekben jelentek meg. Az ökomarketing egy viszonylag új tudomány az 1970-es években jelent meg először és vállalati gyakorlat egyben, mely nem más, mint a környezeti dimenzió megjelenése a marketingben. A pozitív motivációk, felelős marketing hangsúlyosabb elterjesztése a rövid távú célok között kell, hogy szerepeljen, hogy a környezettudatos magatartás jelenléte egyre reprezentatívabb legyen a társadalomban. Kulcsszavak: attitűd, környezettudatosság, környezeti marketing Bevezetés A fenntartható életmód egyik alapfeltétele a környezettudatos egyéni magatartás. Az es évek elejétől szakemberek különböző modelleken keresztül próbálták definiálni mindezt. A tanulmány során az egyes modelleket kívánom bemutatni és fejlődésüket ismertetni, majd egy speciális ágára térek ki a gazdasági szektornak, ami épp a környezettudatos magatartásra építve lépett a piacra. Környezeti tudat és tudatosság kérdése A környezeti tudaton az egyén és a társadalom környezeti értékrendjét, a környezetről alkotott ismereteit és az adott kultúra esztétikai és morális elvei alapján a környezethez való hozzáállást értem. Maga a környezeti tudat segít, a környezeti károk kialakulásának megértésében, rádöbbent a veszélyek súlyosságára és cselekvésre motivál. Az egyén akkor válik környezettudatossá, ha környezeti ismeretetekkel rendelkezik és elhatározásai, döntései, cselekedetekben is képesek megnyilvánulni. A környezetbarát viselkedés és szemlélet hosszútávon 199

202 a fenntarthatóságot biztosíthatja. Ennek segítségével lokális és globális szerveződések születnek, amelyek megpróbálják rendszerben kezelni a környezeti kihívásokat. A környezeti rendszerek dinamikus egyensúlyi állapotának megtartásához a szükséges a környezeti-gazdasági-társadalmi harmónia megteremtése. A környezeti magatartás modelljei Az 1970-es években jelennek meg az úgynevezett korai modellek. A környezeti magatartást először Dispoto (1977), illetve Loundbury és Tournatsky (1977) vizsgálták. Kutatásaik alapjai megegyeznek, a környezeti magatartást a következőképpen modellezték: az ökológiai tudás szerintük azonos a környezeti ismerettel, ami meghatározza a környezettel kapcsolatos attitűdök kialakulását és ennek következménye a környezettudatos magatartás. Maga a modell meglehetősen leegyszerűsített, hiszen az egyén magatartása nem vezethető le csupán az ökológiai tudásból és az attitűdből. A nyolcvanas évek elején Ajzen és Fishbein (1980) megalkották a TORA-t Theory of Reasoned Action azaz az átgondolt vagy tudatos cselekvés elméletét. (Ez a modell hosszú ideig a szociálpszichológiai szakirodalom alapja volt.) Szerintük az attitűd a cselekvési szándékot befolyásolja és nem a magatartást közvetlenül. Ezenkívül hatással vannak a cselekvésre a társadalmi normák is. Magát az attitűdöt két tényező határozza meg: (1) az értékelő hiedelem, mely befolyásolja a cselekvést és (2) a normatív hiedelem, mely kialakítja az egyéni vagy szubjektív normát, majd a cselekvést. Összefüggésrendszert határoztak meg a hiedelmek, attitűdök, normák, cselekvési szándék és a cselekvés közt. Hiányossága, hogy az egyén részéről racionális cselekvést feltételezett ez a modell. Ajzen tovább dolgozott korábbi elméletén (1985, 1991) és megalkotta a TPB Theory of Planned Theory azaz a tervezett magatartás modelljét. Kiegészítő elemként megjelenik nála az iránytó hiedelem, mely meghatározza a magatartást, kialakul az észlelt magatartásirányítás (PBC Perceived Behavioral Control), amelyet a következőképp mutatott be: az értékelő hiedelem kialakítja az attitűdöt, a normatív hiedelem a szubjektív normát és ezek eredményezik a PBC-t. A cselekvés szándékát azonban ez az elmélet nem vizsgálja. Hines, Hungerford és Tomera (1986) a felelős környezeti magatartás modelljét dolgozták ki. Az eddigi modelleket kiegészítő elemek náluk: az egyéni felelősségtudat, a cselekvési képességek, ismeretek és a szituációs tényezők szerepe. Lényegesnek tartják a környezeti problémák ismeretét, bár nem vizsgálják ezeknek az attitűdre gyakorolt hatását. Figyelembe veszik a szituációs tényezőket (gazdasági korlátokat, társadalmi nyomást, különböző cselekvési módok közti választás lehetőségét, bevált régi szokások, magatartással járó áldozat mértékét, infrastruktúra hiányát), melyek a konkrét cselekvési helyzeteket befolyásolhatják. A XXI. század két kutatója Kollmuss és Agyerman (2002) megalkották a környezettudatos magatartás szintetizáló modelljét. Elkülönítenek külső (intézményi, gazdasági, társadalmi és kulturális, illetve politikai) és belső tényezőket (motiváció, környezeti tudás, értékek, szokások, attitűdök, érzelmi kötödés, észlelt magatartásirányítás, felelősség vállalás), illetve demográfiai összetevőket (nem, életkor, képzettség, jövedelem, mobilitás, foglalkozás, családi állapot, lakóhely, lakáshelyzet, kiadások). A környezeti tudatosság öt fő komponense, melyek egymással kölcsönös függésben állnak Nemcsicsné Dr. Zsóka Ágnesnek egy leegyszerűsített, azonban mégis komplexnek mondható modelljében tekinthetjük meg (1. ábra). 200

203 1. ábra A környezeti tudatosság öt komponense (Nemcsicsné Zsóka, 2010) (1) Az ökológiai tudás alatt a tényszerű ökológiai ismereteket érti, melyek befolyásolják a környezeti értékeket, a környezeti attitűdöt és a cselekvési hajlandóságot. (2) Környezeti értékek alatt a tartós, a személyiség legmélyebben beágyazódott meggyőződéseit érti. (3) Környezeti attitűdök a konkrét szituációra és objektumra vonatkozik, és van tárgyuk, irányuk, fokuk, intenzitásuk, relevanciájuk és tanulhatók. (4) A cselekvési hajlandóság elkötelezettségünk kinyilvánítása, egy magatartási tendencia. (5) A tényleges cselekvés egy adott eset aktuális megvalósítása. A bemutatott modellek eleinte egyes tényezőkre koncentráltak, majd a szintetizáló modellek azok, amik megpróbálják definiálni a környezeti magatartást és környezeti tudatosságot. A környezeti attitűd és a gazdasági szektor kapcsolódási lehetősége A gazdasági szektor a XXI. század legnagyobb hatással bíró társadalomformáló tényezője, és amennyiben céljukká válik, hogy a környezeti magatartás formálását közvetítsék, úgy jelentős változások várhatóak az egyének viselkedésmódjában. A marketingkommunikációnak nagy lehetősége és felelőssége van a tanításban, nevelésben. A televízió reklámoktól a használati utasításig, felhasználhatók a különböző kommunikációs eszközök az ismeretek átadására és a beállítódások módosítására. Mind többen ismerik fel, hogy a régi emberi értékek (humanizmus, a közösség megbecsülése, a szabadság, a szeretet, a béke, a segítségnyújtás, a megértés stb.) hiányoznak napi életünkből. Ez a fajta világkép kialakítása viszont az üzleti világtól, a gazdasági élet szereplőitől is másfajta gondolkodást, az önmérsékelt erősödését, a társadalmi felelősségvállalás szükségességét igényli. Az innováció a marketingben tehát elsősorban nem csak az információs és kommunikációs technológia által biztosított új feltételek üzleti szempontokból való kihasználást jelenti, hanem a marketingfilozófia újragondolását. A környezeti attitűd kialakítás egy többtényezős feladat, a gazdaság szektor az üzleti kommunikációban, a termékek előállításában és piacra bocsátásában mutathat példát. Ezen termékeket már ökojelekkel és védjelekkel is elláthatják, amennyiben megfelelnek a kritériumoknak, hogy segíthessék választásunkat. Ökomarketing Maga az ökomarketing vagy környezeti marketing még akkora múltra sem tekint vissza, mint a környezeti magatartás modellezése. Eleinte a környezetbarát termékek marketingjét jelentette a fogalom, míg napjainkban már egy komplex irányítási stratégia elemévé vált. Fontos kiemelni, hogy a környezeti szemlélet terjedésének és terjesztésének elsősorban anyagi haszna van a gazdasági szférában, amely rövidesen versenyelőnnyé is válhat számos szektorban. Elsőként Georg Fisk (1974) amerikai professzor a marketing társadalomra és természetre gyakorolt hatásait elemezte és az ipari országok növekvő fogyasztását tekintette a környezeti válság 201

204 (nála a kimerülő természeti erőforrásokat jelentette) fő okozójának. A környezetterhelést input problémának tekintette és nem foglalkozott még a társadalmi és politikai felelősségvállalással. A következő megemlítendő személy Johannes Burghold (1988) német professzor, aki a környezeti irányultságú vagy környezetbarát marketinggel foglalkozott. Elméletében már több faktort vett figyelemben, mint például a környezeti terhelést, az állami környezetpolitikát, a felhasználókat és az üzleti szervezeteket, piacokat befolyásoló tényezőket is meghatározta és differenciált megközelítést javasolt. Megkülönböztetett az ökomarketingben: (1) anyagi-energetikai és (2) társadalmi-gazdasági síkot. Ken Peattie (1995) Zöld marketing és Környezeti marketing menedzsment könyve rövid idő alatt tankkönyvé vált Nagy-Britanniában. Elméletének újdonsága, hogy az ökomarketinget már nem csak vállalatirányítási stratégiaként kezeli, hanem felhívja a figyelmet, hogy egyéb szervezetekbe is átültethető. A környezeti válság leküzdéséhez környezeti tudatot fejlesztő elméletek és programok terjesztését is szükségesnek tartja. Holisztikus menedzsment eljárást alakít ki, ami a fogyasztók és a társadalom szükségleteinek azonosítására, előrejelzésére és fenntarthatóságára irányul. Megkülönböztetett környezetterhelő és környezetbarát fogyasztói magatartást. Végezetül Frank-Martin Belznek (2001) svájci professzor Integratív ökomarketing című könyvének legfőbb újdonságait emelném ki. A címben szereplő fogalom alatt egyszerre érti az ökológia marketingjét és egy transzformatív marketinget. A környezeti hatásokat Belznek átfogóan kezeli, egyaránt foglalkozik az input és output folyamatokkal, a nyersanyag és energiafelhasználással, az emisszió kibocsátással és a hulladékkezeléssel. A fenntartható fejlődés fenntartható marketinget igényel, amely figyelembe veszi a környezeti tényezőnkön kívül a gazdasági és szociális szempontokat is. Mindezek képviselője egy modern ökomarketing hozzáállás lenne. A környezeti tudatosság beépülése a vállalati stratégiák alkalmazkodási és tanulási folyamatának tekinthető. A mai problémák a holnapi versenypiac fő területei lehetnek, azonban ezen folyamatok gyorsasága még bizonytalan. A marketing alapjait Jerome McCarthy 1960-ban határozta meg alapelvében, a 4P product, price, place, promotion azaz a marketing mix fogalmában. A 4P koncepciója a termelői, eladói oldalról közelítették meg a marketing lényegét, a jelenlegi gazdasági környezetben már nem alkalmazható ez a koncepció. Párhuzamosan a 4P mellett a XXI. században megjelent a 4C fogalma customer value, cost, convenience, communication -, amely a vevőre koncentrált már. Az új gazdaság működésének kiteljesedése, az új marketingstratégiák terjedése azonban egy új, egyre dominánsabb fogyasztói felfogás térhódítását is magával hozta. A fogyasztók egyre nagyobb része válik szociálisan érzékennyé és utasítják el a környezet mértéktelen kihasználását. Új társadalmi értékek jelennek meg és ez marketing alapjait is meghatározza. Az új rövidítés a 4E environment, education, empathy, ethics mely merőben eltér az eddigi gyakorlattól. Environment - a természeti környezet iránti érzékenység, a természet megóvása. Education - a nevelés, oktatás, képzés szerepének, fontosságának felismerése, élethosszig tartó tanulás. Empathy - a társadalom más tagjaival való együttérzés, megértés. Ethics - az erkölcsi értékek visszaállítása, erősítése. 2. ábra Az Európai Unió díjköteles ökocímkéje és a magyar Környezetbarát Termék védjegy 202

205 A környezetkontrolling, mely szorosan összekapcsolódik a 4E marketing stratégiával, a vállalat felső vezetését segíti a kitűzött környezetvédelmi célok elérésében. Az ökocímke a környezettudatos terméktervezést és termékpolitikát tükrözi. A világon először 1977-ben alkalmazták az ökocímkét, 1992-ben hozta létre az EU a saját rendszerét. 1980/2000/EK számú rendelet az ökocímkézést a termék-orientált környezeti politika egyik legfontosabb gyakorlati eszközének tekinti. Ezen termékek előállítása és vásárlásra ösztönzése egy apró, de lényeges lépés, a környezettudatos magatartás motiválására (2. ábra). Összefoglalás Maga a társadalom szerves része a rombolásnak, a környezeti problémáknak, de egyre dominánsabban jelenik meg az igény, ami már a helyreállításra irányul. A környezeti magatartás vagy a környezeti attitűd, mint alapfogalmak jelennek meg a fenntartható életmód kialakításakor. Számos kezdeményezés látható a témában KEOP, ökojelölések, intézményi környezeti nevelés stb. amelyek az egyén környezeti beállítódását kívánják formálni. A XXI. század emberének feladat és felelősség, hogy rugalmasabban, akár a saját igényeiről is lemondva a természetet, a környezetet megbecsülve folytassa életvitelét. Irodalom Ajzen, I. 1991: The theory of planned behavior. Organisational Behavior and Human Decision Processes, 50: Ajzen, I., Fishbein M. 1980: Understanding Attitudes and Predicting Social Behavior, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall. Ajzen, I. 2002: Perceived Behavioral Control, Self-Efficacy, Locus of Control, and the Theory of Planned Behavior. Journal of Applied Social Psychology, 32: Courtenay-Hall, P., Rogers, L. 2002: Gaps in Mind: problems in environmental knowledge behaviour modelling research. Environmental Education Research, 8(3): Csepeli Gy. 1986: Bevezetés a szociálpszichológiába (ELTE), Tankönyvkiadó, Budapest. Csutora M., Kuti I. 2001: Vállalati környezetirányítás. CD, tananyag. Dispoto, R.G. 1977: Interrelationships Among Measures of Environmental Activity, Emotionality and Knowledge. Educational and Psychological Measurement, 37: Fisk, G. 1974: Marketing and the Ecological Crisis. Harper & Row, New York. Gaal B. 2004: A közösségi marketing nemzetközi gyakorlata. Gazdálkodás 48(3): Hines, J.M., Hungerford, H.M., Tomera, A.N. 1986: Analysis and synthesis of research on responsible pro-environmental behavior: a meta-analysis. The Journal of Environmental Education, 18(2): 1 8. Kollmuss, A., Agyeman, J. 2002: Mind the Gap: why do people act environmentally and what are the barriers to pro-environmental behaviour? Environmental Education Research, 8(3): Kovács A. 1999: Környezeti marketing. Marketing & Management 1: Loundsbury, J.W., Tournatsky, L.G. 1977: A Scale for Assessing Attitudes toward Environmental Quality. Journal of Social Psychology, 101: Nemcsicsné Zsóka Á. 2010: A fenntartható fogyasztás egyik alapfeltétele: a környezettudatos egyéni magatartás. ( ) Németh P. 1999: Ökomarketing a 21. század küszöbén rész. Marketing & Management 1: 41 46; 2: Peattie, K. 1995: Environmental Marketing Management. Meeting the Green Challenge, London. Szolnoki Győzőné Karkus M. 1999: A zöldmarketing és gazdasági környezete. Osiris Kiadó, Budapest. 203

206 Valkó L. 2003: Fenntartható/környezetbarát fogyasztás és a magyar lakosság környezeti tudata. Aula Kiadó és Budapesti Közgazdaságtudományi és Államigazgatási Egyetem, Budapest, Magyarország. Abstract THE MODELS OF THE RESPONSIBLE ENVIRONMENTAL BEHAVIOURAL GYÖNGYI CSISZÁR West-Hungarian University, Pál Kitaibel Doctoral School of Environmental Sciences H-9400 Sopron, Bajcsy Zs. u. 4, Hungary, One of the basic issues of the sustainable development is the environmental conscious individual behavior. The individual become environmental conscious if he or she has environmental knowledge and it is manifesting in real actions. The environmental behavior and approach can ensure the sustainability in long terms. In the first part of my essay I have presented the main models of the responsible environmental behavior: (1) the early models from Dispoto, Loundbury and Tournatsky; (2) The Theory of Reasoned Action from Ajzen and Fisbein; (3) The Theory of Planned behavior from Ajzen; (4) The Responsible Environmental Behavior from Hines, Hugerford and Tomera and (5) a synthesizing model from Kollmuss and Agyemann. In the second part I am demonstrating a specific approach when and how the industry can use the environmental behavior to get some benefit from it (economical and/or environmental too). The eco-marketing is a relatively new science and it builds into the environmental conscious behavior. 204

207 ZÖLD GAZDASÁG TERÜLETI DIMENZIÓI DURAY BALÁZS MTA Regionális Kutatások Központja Alföldi Tudományos Intézet 5600 Békéscsaba, Szabó D. u. 42., A cikk egy folyamatban lévő a zöld gazdaság, mint új globális fejlesztéspolitikai paradigma területi vonatkozásait elemző kutatás részeredményeit kívánja bemutatni. A zöld gazdaság területi (regionális) vonatkozásainak (dimenzióinak) elemzésekor alapvetően a fenntarthatóság szemléleti körből kiinduló, klímavédelmi (mitigációs és adaptációs) stratégiai cselekvési logika mentén vizsgáljuk a gazdaságfejlesztés területi vonatkozásait. A zöld gazdaság valójában a gazdaság zöld ágazatfejlesztési folyamatain keresztül történő kizöldítése, a fenntartható ipar és a kapcsolódó vállalkozói környezet ösztönzésével a gazdaság élénkítése, új munkahelyek teremtése és az ipar környezetromboló hatásainak minimalizálása, egy olyan alacsony környezetterhelésű gazdaság kiépítése, ami a munkahelyek megteremtése mellett biztosítja az ökoszisztéma hosszú távú működését. A hazai zöld gazdaságot kialakítani szándékozó törekvések területi szempontú vonatkozásainak vizsgálata a zöld szektorokon keresztül valósul meg (takarékos építőipar, megújuló energiagazdálkodás, fenntartható közlekedés és mezőgazdaság, vízgazdálkodás, környezeti infrastruktúra), ugyanakkor a fentiek alapján, a területfejlesztés (szektorális) horizontális természetéből adódóan a folyamatok együttes szintézise integrált szemléletben történik. E szemlélet értelemben, az integrált területfejlesztés átfogó célja a biológiai sokféleség védelme, az agrárgazdaság, a vidéki gazdaságok fejlesztése, valamint a szociálpolitika szempontjainak együttes figyelembe vétele, továbbá a természeti- és kulturális (hagyományos) lehetőségek kihasználása, annak érdekében, hogy a vidék megtartó ereje, ezáltal a foglalkoztatás növekedjék és a helyi környezeti szempontokat is kielégítő gazdaság jöjjön létre (ökológiai agráripar). Mindezeket összhangba kell hozni a megújuló energiák elterjesztését, az agrárium fejlődését és a természeti, kulturális értékek védelmét célzó ágazatpolitikai intézkedésekkel. A közösségi területfejlesztési politika egyik markáns célja a helyi, térségi adottságok (potenciálok) mind hatékonyabb kiaknázásával a területi kohézió megvalósítása. A területi dimenziók ebben az értelemben: a térségi versenyképesség; fenntartható térségfejlődés; és az európai térbe való integrálódás. E gondolatkör mentén kerül bemutatásra, hogy Magyarországon a gazdaság zöldítése milyen térfolyamatokban nyilvánul meg és ez milyen hatással lehet bizonyos térségek társadalmi és ökológiai stabilitására. Kulcsszavak: környezetvédelem, területfejlesztés, területhasználat, fenntartható fejlődés, vidékfejlesztés A zöld gazdaság fogalmi keretei Bevezetés A 19. század közepétől datálható ipari átalakulás és az általa indukált, folyamatos növekedésen és expanzión alapuló gazdasági fejlődés mára olyan mértékű környezetterheléssel jár, amely meghaladja az ökoszisztéma teherbíró képességét. Mivel a probléma oka a gazdaság működésének mai (neoliberális) jellegéből ered, a megoldást is a gazdaság működésének átalakításában látják a szakemberek. A zöld gazdaság (green economy a továbbiakban ZG) elméleti alapjait jelentő ökológiai közgazdaságtan célja, hogy összhangba hozza a gazdasági folyamatokat a természeti folyamatokkal úgy, hogy a gazdasági folyamatokat az ökoszisztémák körforgásaiba épülően tervezi meg, ezzel a legkevesebb kárt okozva (circular economy, biomimicri). Nem összekeverendő az 205

208 környezetgazdaságtannal (enviornmental economics), amely a természeti elemeket erőforrásként kezeli és elemzi. A ZG-ra való áttérés elsődleges célja (az ökológiai gazdaságtani elméletekből kiindulva) az emberi tevékenységek természeti ökoszisztémára ható folyamatainak, ágazati megközelítésben pedig, a különböző gazdasági tevékenységeknek a klímaváltozásra, azaz a globális felmelegedésre gyakorolt hatásainak a csökkentése. A ZG, mint elmélet megszületése abból a felismerésből fakad, hogy a kevésbé környezetkárosító technológiákra és folyamatokra való (immár bizonyítottan szükséges) átállás a gazdaság jelenlegi működési mechanizmusai miatt a piaci szereplők számára nem (vagy csak korlátozott mértékben) jelent gazdasági előnyöket, és ezért a kormányzatoknak és egyéb nem piaci szervezeteknek kell beavatkozniuk és forrást biztosítaniuk ahhoz, hogy egy, az ökoszisztéma teherbíró képességét meg nem haladó gazdasági rendszer alakulhasson ki. A ZG fogalom ellentéte a hagyományos fekete (black) ökonómiai modellnek, amely a fosszilis energiákra épül (szén, olaj). Makrogazdasági szinten ezt a folyamatot intézményi (bürokratikus) (környezet)politikai megfontolások idézik elő, mint például az EU különböző környezetvédelemmel kapcsolatos szabályozásai (a gépjárművek kibocsátás-szabályozása, EURO 4, 5 motorok forgalomba hozatala vagy a 2008-as, úgynevezett triplahuszas szabályozás 6 ). Mikroökonómiai (vállalati) zöldítési folyamatok a szabályozó-, illetve szabványrendszerek segítségével, valamint hatékonysági megfontolások alapján történnek (pl. ISO , EMAS). A ZG megvalósításának egy fontos eleme annak elismerése, hogy a környezeti tényezők önmagukban is, nem csak, mint termelési tényezők képviselnek értéket, és ezt az önmagában vett (instrictic) értéket kell megjeleníteni a környezeti tényezők beárazásával. A környezeti tényezők pénzbeli értékének megállapításával meghatározhatók a szennyezés és károkozás mértékének megfelelő adók, így a szennyező vállalatoknak szorosabb érdeke fűződik a természeti károkozás minimalizálására. A környezeti károk helyreállítása ugyanakkor bevételi forráshoz juttathat más vállalatokat. Zöld gazdaság területi dimenziói A zöld gazdaság területi (regionális) vonatkozásainak (dimenzióinak) elemzésekor alapvetően a fenntarthatóság szemléleti körből kiinduló, klímavédelmi (mitigációs és adaptációs) stratégiai cselekvési logika mentén vizsgáljuk a gazdaságfejlesztés területi vonatkozásait. A zöld gazdaság valójában a gazdaság zöld ágazatfejlesztési folyamatain keresztül történő kizöldítése, a fenntartható ipar és a kapcsolódó vállalkozói környezet ösztönzésével a gazdaság élénkítése, új munkahelyek teremtése és az ipar környezetromboló hatásainak minimalizálása, egy olyan alacsony környezetterhelésű gazdaság kiépítése, ami a munkahelyek megteremtése mellett biztosítja az ökoszisztéma hosszú távú működését. A hazai zöld gazdaságot kialakítani szándékozó törekvések területi szempontú vonatkozásainak vizsgálata a zöld szektorokon keresztül valósul meg (takarékos építőipar, megújuló energiagazdálkodás, fenntartható közlekedés és mezőgazdaság, vízgazdálkodás, környezeti infrastruktúra), ugyanakkor a fentiek alapján, a területfejlesztés (szektorális) horizontális természetéből adódóan a folyamatok együttes szintézise integrált szemléletben történik. E szemlélet értelemben, az integrált területfejlesztés átfogó célja a biológiai sokféleség védelme, az agrárgazdaság, a vidéki gazdaságok fejlesztése, valamint a szociálpolitika szempontjainak együttes figyelembe vétele, továbbá a természeti- és kulturális (hagyományos) lehetőségek kihasználása, annak érdekében, hogy a vidék megtartó ereje, ezáltal a foglalkoztatás növekedjék és a helyi környezeti szempontokat is kielégítő gazdaság jöjjön létre (ökológiai ra az EU 20%-ra növeli a megújuló energia használatot, 20%-kal növeli az energiahatékonyságot, 5%-ra növeli a bioüzemanyagok arányát 206

209 agráripar). 7 Mindezeket összhangba kell hozni a megújuló energiák elterjesztését, az agrárium fejlődését és a természeti, kulturális értékek védelmét célzó ágazatpolitikai intézkedésekkel. A Területi Agenda, területi kohézió egyik markáns célja ( ) a helyi, térségi adottságok (potenciálok) mind hatékonyabb kiaknázásával a területi kohézió megvalósítása. A területi dimenziók ebben az értelemben: a térségi versenyképesség; fenntartható térségfejlődés; és az európai térbe való integrálódás. Kihívások és lehetőségek a zöldszektorokban Az ágazatközi (tér)folyamatok jobb megértéséhez, először a környezet- és gazdaságpolitika ágazati szintű összefüggéseit szükséges feltárnunk. Elsődleges cél az ún. zöldszektorok térfolyamatainak bemutatásán keresztül elemezni és értékelni a legfontosabb hatásfolyamatokat. Az ágazati szakpolitikák területi szempontú összehangolása az ország egyes térségeinek sajátosságaihoz igazodó ágazatok közti szinergiák kiaknázását jelenti. Energiagazdálkodás Az energiaszektor a gazdaság zöldítésének egyik legfontosabb területe. Területi megközelítésben lényeges kérdést vet fel az alábbi példa: az energianövényekből (alacsony energiasűrűséggel) előállított megújuló energia részarányának növelése egyben számottevő területigény növekedést is előidéz, ráadásul legtöbbször az élelmiszeralapanyag-termelő területek rovására. Az energianövényekkel szemben a szélerőművek nem foglalják el a helyet a mezőgazdálkodás elől, ellene egyedül tájképi megfontolások jöhetnek szóba. Habár szélenergia előállítására alkalmas helyek száma korlátozott, azért egyértelmű e területek jövőbeni növekedése. A térségek ilyen jellegű versenyében elsősorban a társadalmi értékeknek és haszonnak kell dominálnia. Az energiagazdálkodás zöldítésének perspektívái a fogyasztás, árképzés és építőipar területeken nyilvánulnak meg. A (lakossági, ipari) energiafelhasználás trendjei regionális különbségeket mutatnak (pl. Dunántúl vs. Tiszántúl). E különbségek okai szerteágazók. Például a jövedelem nagyságától függ a lakosság utazási szokásai (pl. vonat vagy repülő), a komfortfokozat mértéke (pl. légkondicionálás, stand-by berendezések ), az alkalmazott technológia foka (energiahatékonyság), a szabályok betartása, viselkedési normák, attitűd és társadalmi szokások (pl. önkéntes CO 2 -kvóta bevallás). Az energia ára nagyban függ az olaj világpiaci árától, az adók és illetékek mértékétől. A klímapolitika célja a drasztikus emisszió-csökkentés, miközben a szén ára a fosszilist felváltó megújuló energiaforrásra való átállás ösztönzése miatt növekszik (Stern 2006). Az árszabályozás közvetlenül ösztönzi a kis energiafogyasztású közlekedési módok használatát (pl. kerékpár). Az (építő)ipar az összes energiafogyasztás 40%-t és az építési tevékenység során további CO 2 - kibocsátást jelent. Új épületek technológiai innováció során járulhatnak hozzá a legjelentősebben a CO 2 kibocsátás csökkentéséhez. A meglévő lakásállomány CO 2 -kibocsátásának és energiafelhasználásának csökkentése új anyagok (hőszigetelés, egynapos energiaraktározás), olcsóbb hő pumpák, hatékonyabb motorok és elektronika, valamint kontroll technológia használatával történhet. Minél hatékonyabb az energiafelhasználás, annál kevesebbet kell költeni drága fosszilis forrást felhasználó - energia-előállításra. Mivel a megújulóknak relatíve nagy a területigényük (kw/km 2 ), ezért az energiaraktározás lehetősége a területmegőrzés szempontjából az egyik legfontosabb kérdés. 7 új agrárgazdasági szerkezet, amelyben oldásra kerül a szántóföldi túlsúly, kialakul az ökológiai tájgazdálkodás, és nagyon erős élelmiszer feldolgozó ipari háttér alakul ki. 207

210 Vízgazdálkodás A klímamodellek szerint 2021 és 2040 közötti időszakban a klímaváltozás hazánkban átlag 1,2 C-os hőmérséklet-növekedéssel fog járni, ami minden évszakot érint. Területileg az Alföldön ez nagyobb, mint a Dunántúlon. Bár a regionális modellek nem szignifikánsak, azért a szárazodási tendencia mégis kirajzolódik belőlük. Az ipart és a mezőgazdaságot is jobban érintő jelenség viszont a szélsőséges időjárási jelenségek gyakorisága (viharok, nagy esőzések, forró napok száma). A modellekből az is megállapítható, hogy a csapadék intenzitása növekedni fog, tehát a nagycsapadékos jelenségek (zivatar, vihar) száma várhatóan nő, a kis csapadékkal járó jelenségek ritkulnak. Mindebből az árvízi kockázatok növekedése (zöld ár), valamint a nyári időszak aszályossága és a talajvízszint csökkenése következik (ez utóbbi főként az Alföldön). Mindezeken túl az éghajlatváltozás következtében megváltoznak a csapadékvíz-képződés és lefolyási viszonyok, amely a műszaki infrastruktúrát (pl. szennyvíz- és csapadékvíz-elvezetés), illetve a kapcsolódó agrártevékenységeket érintik a legdrasztikusabban. Összességében csökkenhet a talajvízkészlet, ezáltal veszélybe kerül nagyvárosok, illetve régiók vízellátása (Homokhátság). A növekvő népességnek nagyobb kapacitású ellátórendszeren lehet nyújtani az egészséges ivóvizet, amely egyrészt drágább technológiát (vízvezeték-hálózat, víztározók), másrészt új vízgazdálkodási feladatokat (árképzés, mérés, monitoring) is jelent. Miután a vízhasználat piaci eszközökkel szabályozható, a szükséglet befolyásolható, mindemellett megfelelő eszközökkel hatni lehet a fogyasztással összefüggő viselkedési mintákra és attitűdökre is. Ezzel hosszú távon a vízkészlet értéke sokkal pontosabban meghatározható. A különböző társadalmi tevékenységek vízellátásban és vízminőségben játszott szerepének az elkövetkezendő időszakban sokkal nagyobb figyelmet kell érdemelnie: a Víz Keretirányelv továbbmegy a pusztán kémiai minőségével leírható víztestek értékelési rendszerén, egy sokkal komplexebb minőségi mutatórendszert alakít ki. Egyértelmű, hogy a városiasodás és a mezőgazdálkodás közvetlenül befolyásolja a felszín alatti vizek minőségét. Ma már csak stratégiai szemléletben készülő, környezetileg érzékeny árképzéssel, integrált vízgyűjtő-gazdálkodási tervezéssel lehet optimális vízminőséget és -ellátást megvalósítani. A vízgazdálkodás zöldítési folyamata a vízfelhasználás és árvíz-szabályozás tevékenységeken keresztül valósul meg. A tercier szektor bővülésével csökkenő vízfelhasználási trendek alakulnak ki (lakossági, energiatermelés, öntözés; vízlábnyom stb.), ez is egyik oka lehet a regionális különbségeknek (pl. országos csökkenés Dunántúl vs. Tiszántúl), mint ahogyan a rendelkezésre álló vízkészlet területi különbségeiből adódó problémák is mérhetők (beszivárgás, párolgás, elfolyás). Az Élőhely Direktíva előirányozza a védett területeken a vízkivétel-csökkentést, miközben bizonyos helyeken túlengedélyezés történik (NATURA 2000, Víz Keretirányelv). A különböző területhasználatok és a felszínborítás típusa is közvetlenül hatnak a lefolyásra, a beszivárgásra (ld: belvíz, árvíz, városi terek, beépítés módja stb.), ezáltal befolyásolva a felszíni víztestek mennyiségét (ld: öntözés). Az EU fürdővizekre, városi szennyvízkezelésre vonatkozó irányelvei, például a nitrát direktíva, alapvetően meghatározzák a minőségi követelményeket. A Víz Keretirányelv megszünteti a kémiai indikátort, helyette a jó ökológiai állapot elérését használja. A talajvíz minőségi romlását közvetlenül okozza a mezőgazdasági intenzifikáció (nitrát, foszfor), illetve az ipar és az ember területhasználata. A klímaváltozásért felelős, éppen ezért az alacsony szénkibocsátású gazdaságra áttérő termelési tevékenység egyik legtöbbször felmerülő problémája és egyben területi dimenziója is az árvizek mértékének csökkentése. Az árvízvédelem (áttételesen) egyben a biodiverzitás megőrzése, az épített és kulturális értékek (tájak, építmények stb.) védelme is. Mindez, a turisztikai és szabadidős tevékenységek felértékelődésével, fokozottan előtérbe fog kerülni. A különböző gazdálkodási és társadalmi tevékenységek tájban történő elhelyezésével történő árvízi kockázat csökkentése intenzív kutatásokat igényel. Az integrált területi elemzések egyik kiemelt területe kell lennie az árvízi kockázatok becslésének, illetve a különböző területhasználatokkal való interakciók vizsgálatának. Mindezzel a kockázatok és a felmerült költségek csökkentése az elsődleges feladat. Piaci szabályozó eszközökkel kell ösztönözni a helyes gyakorlatot. Az árvízvédelmi kockázatokkal 208

211 és a hosszú távú védekezési költségekkel minden esetben számolni kell az árterületeken történő beruházásoknál. Agrárium Ahhoz, hogy hazánk élelmiszerellátásban lefedje a lakosság szükségleteit, stratégiai megfontolásokból is, ki kell jelölni a legkiválóbb adottságú termőterületeket, ahol bárminemű egyéb fejlesztési elképzelések háttérbe szorulnának. Bizonyos rendelkezésünkre álló ökológiai szolgáltatás nincs megfelelően díjazva, miközben számos káros folyamat (pl. a nitrát szennyezés) mentesül a következetes büntetés alól. Következésképp egyes földhasználatok károsítják az ökoszisztémát, ezáltal lényeges funkciók, mint például a karbonszabályozás, sérülnek. Az output-orientált támogatási eszközöket fokozatosan felváltották a sokkal célirányosabb, az ökológiai és környezeti szempontokat is figyelembe vevő ösztönző rendszerek. Ilyen és ehhez hasonló fejlesztési szándékok kívánatosak, ugyanakkor ki kell terjeszteni a nem közvetlen mezőgazdálkodási tevékenységekhez kapcsolódó ökológiai szolgáltatásokra is, kvázi illetékrendszer kidolgozására. A faanyag biztosítására leszűkített ökológiai szolgáltatásnál sokkal kiterjedtebb ösztönzőrendszer szükséges az erdősítés és az erdőgazdálkodás terén is. Az erdő, mint szénraktározó, a klímavédelemben az egyik legnagyobb szerepet játszik. Ültetvények kialakítása és szabályozott kitermelése növeli ezt a fajta potenciált. E mellet más szolgáltatásokat is nyújtanak: megfelelő területnagyság és fajtaösszetétel mellett kiváló rekreációs helyeket biztosítanak a helyben élők számára. Bár egyre több eszköz és szabályozó került kidolgozásra e funkciók erősítése céljából, az erdőterületek társadalmi értékét növelni szándékozó erőfeszítések még váratnak magukra. Mindehhez intézményi kereteket kell hozzárendelni. A zöld gazdaság felé tartás egyben a környezeti szempontokat is figyelembe vevő mezőgazdasági tevékenységek ösztönzését is jelenti. Az ilyen típusú agrártevékenység egyik legoptimálisabb megnyilvánulási formája a táj eltartó képességét figyelembe vevő tájgazdálkodás, illetve az ökológiai szolgáltatások szemléletén nyugvó területhasználat. A mezőgazdaság ilyen értelemben nem csak élelmiszerellátás, hanem élőhely-védelem, rekreációs funkció, víz- és légkörvédelem is. Az agrár-környezetvédelem fogalmát következetesen használó európai ágazatfejlesztési iránymutatások (pl. új KAP, Élőhely Direktíva, Nitrát Direktíva, Víz Keretirányelv) egyik közös célkitűzése a gazdák környezetkímélő földhasználat kialakítására való ösztönzése, ilyenek lehetnek: az erdők, vizes élőhelyek és közösségi helyek kialakítása. Egyre nagyobb hangsúlyt kap az agrár- és a vidékfejlesztés ökológiai pillére, amelyben az alternatív gazdálkodások, a vadonélő állatok védelme, a vízbázis-védelem, árvízvédelem, széntározók kialakítása és rekreációs célok kapják a nagyobb szerepet. Mindez ágazatközi, horizontális szemléletben valósul meg ( pay for environment ). A vidékies térségek helyi közösségeinek általános tapasztalata, hogy magukra vannak utalva, megmaradásuk és fejlődésük ügyében jóformán csak saját erőforrásaikra számíthatnak. E belső erőforrások egyike lehet a lokális közösségek új szemléletű gazdasági aktivitása, mely a foglalkoztatási problémák kiegészítő jellegű kezelésénél jóval szélesebb perspektívát rejt magában. A mezőgazdaság, mint a földterületek, és mint a magyar nemzeti vagyon jelentős részét kitevő termőtalaj legjelentősebb felhasználója alapvetően meghatározza Magyarország jövőbeni környezeti, de különösen a vidéki térségekben annak gazdasági és társadalmi állapotát is. A mezőgazdaságnak tehát nemcsak a környezet fenntartható használatát kell biztosítania, hanem az élelmiszerellátás biztonságát, az előállított terményeknek és élelmiszerek jó minőségét, illetve nem utolsó sorban a gazdálkodók (egyéni és társas) megélhetését és jövedelmét is. A felsorolt igények és kihívások közötti optimális egyensúly megtalálása a magyar rurális terek népességmegtartó képességének egyik kulcseleme lehet. Első lépésként éppen ezért fel kell tárni, hogy a produktivista mezőgazdaság korszaka után milyen alternatív termelési módok alakultak ki (globálisan), és ezeknek milyen kezdeményei és megjelenési formái vannak Magyarországon. E termelési módok környezeti és jövedelmezőségi 209

212 viszonyainak áttekintését követően Magyarország földhasználati zónarendszerére alapozva meg kell kísérelnünk ennek térségi differenciáit, és lehetséges optimumait felvázolni. A mezőgazdaság, a táj- és környezetvédelmi aspektusú, fenntartható szemléletű fejlesztése mellett, egyfelől hozzájárul az éghajlatváltozás hatásaira reagáló mitigációhoz és alkalmazkodáshoz (a gazdálkodási módok megválasztásával, szénraktározással, kevesebb CO 2 -kibocsátással járó energiaforrás termesztéssel), másfelől klímamódosító hatású is (ÜHG-kibocsátás: fosszilis üzemanyag-használat, metán az állattenyésztésből, nitrózus gázok a növényvédelemből.) Harmadik funkciója az agrárszektor zöld gazdaságot támogató fejlesztésének, az energiaalapnyag-előállítás. A magas energiaár extenzív gazdálkodásra ösztönöz, alacsonyabb terméshozammal és nagyobb területigénnyel. A gépesített organikus termelés (kevesebb kemikália használata) szintén kisebb hozammal jár, ugyanakkor energiahatékonyabb. Az energiaárak növekedése összességében energiatakarékos technológiaváltásra sarkal (pl. hulladékból energia önellátás). A hazai mezőgazdasági potenciál és a megújulók iránti igény egyik eredője a bioenergia előállítása (ld: biomassza). Komoly dilemmát jelent, hogyan növeljük a bioüzemanyag-ipart, hogy közben ne sérüljön az élelmiszeralapanyag-termelés szektor. A bioüzemanyag iránti igény növekedése a meglévő növénytermesztésre, fokozott tájhasználat-változásra, a biodiverzitás csökkenésére és a vízbázisra van veszéllyel. Közlekedés és szállítás (környezet-logisztika) Figyelembe véve a forgalmi dugók problematikáját, a levegőszennyezés mértékét és a klímaváltozáshoz való hozzájárulását, a szállítási és közlekedési áramlások szabályozása és annak társadalmi haszna alapvető kérdéskör. Területi vonatkozásai közül nem csak az optimális útvonal, megfelelő technológia kialakítása stb., de a munka- és lakóhely közötti távolság kérdése is meghatározó. Mindez jelzi, hogy az ágazatot teljes körűen integrálni szükséges a területfejlesztésbe. E problematikába sorolható az a fejlesztői-tervezői szándék, hogy az utazási szükséglet csökkentése céljából növeljük a beépítés fokát, ami szintén dugókkal és levegőszennyezéssel jár, nem beszélve a leszűkült térrel járó magasabb árakról. A dugódíjjal operáló ágazatpolitikai törekvések szintén lényeges területi egyenlőtlenségeket idézhetnek elő. A környezetet bizonyítottan legjobban szennyező személyautó-használat a decentralizált munkahelyteremtés és lakásépítés eszközeivel hatékonyan csökkenthető. A zöldebb kötöttpályás közlekedési módok az idő és tér függvényében viszont jelentősen korlátoltak. Hatékony megoldásoknak látszanak az úgynevezett travel card bevezetése, az intermodális közlekedésre való áttérés és a közös taxi használat. Logisztikai problémákat vet fel a szorványtelepülések közlekedési infrastruktúrába való bekapcsolása. Tipikus nagyvárosi problémák a mobilitás és a CO 2 -kibocsátás. A közlekedés (és így az energiafelhasználás) csökkentésének egyik módja a beépítettség növelése (kevesebb üzemanyagfelhasználás, kisebb CO 2 -kibocsátás stb.), habár nem minden esetben vezet energiatakarékossághoz, tudniillik a beépítettség növelésével, növekszik a forgalom, illetve a dugó, ezáltal a közlekedés sebessége lassul és növekszik az üzemanyag-fogyasztás, ergo a CO 2 -kibocsátás. Az integrált fejlesztések szintén előnyösek e tekintetben: a közlekedés- és, építésszabályozás, valamint a munkahelyteremtés összehangolt fejlesztésével csökkenthető a személyautó-használat. Ezen kívül, nem csak a hálózatok, de a közlekedési módok is befolyásolják az utazási szokásokat. Mindez a közlekedés- és fejlesztéspolitika összekapcsolásával érhető el, amikor a településfejlesztésben és területrendezésben is szinergikusan jelennek meg a feladatok. Jó lehetőség a közlekedés és szállítás racionalizálására, különösen nagyvárosi környezetben, ugyanakkor gazdaságromboló hatása is lehet, ha növekszik egy vállalkozás ilyen jellegű költsége. Szintén alkalmas a gazdaság decentralizációja során a vállalkozások peremterületekre (fringe) történő kitelepítésekor, habár ez esetben megnövekszik ezen vállalkozások területigénye is. 210

213 A közlekedés kizöldítésében egyértelműen a megújuló energiaforrásoknak van az egyik legnagyobb szerepe. Emellett fontos a hibrid elektromos járművek használata és az üzemanyaghatékonyság. Az információs technika használata a járművekben és szállítási hálózatokban csökkenti a balesetek kockázatát. Telekommunikáció fejlesztése bizonyos esetekben szintén csökkenti az utazási igényeket (habár előfordulhat az is, hogy pont új típusú utazási igényt gerjeszt). Összefoglalás A jövő (terület)fejlesztéspolitikának egy integrált, koherens, illetve következetes szemléletmódban megvalósuló területhasználatot szabályozó rendszert szükséges kialakítania. Az UNEP Zöld Gazdaság Kezdeményezésének és a Zöld New Deal Csoport által lefektetett alapelveket és stratégiát kell érvényesíteni a nemzeti, a regionális és a helyi (integrált) fejlesztési politikában. A társadalom számára élhető terület-(település-, vidék-)fejlesztési gyakorlat kialakítása három fő stratégiai szempont érvényesítésével érhető el: (1) város-vidék rendszerszemléletben; (2) területileg és ágazatilag integráltan; és (3) a káros következmények minimálisra csökkentésével. Az új energia politika lehetővé teszi a megújuló energiahordozók használatának elterjedését a takarékosság és a hatékonyság növelése mellett. Ez elsősorban decentralizáltan és mátrix-szerűen javasolható, azaz biztosítani kell a kisebb közösségek, települések, kistérségek stb. számára a megújuló energiahordozók helyi használatának elterjedését, ami az országos (centralizált) rendszerek mellett, azzal együtt értelmezhető. Ehhez szükséges továbbá az ellátó rendszerek átalakítása sok csomópontos, hibrid, intelligens rendszerekké. Ebben sok, kis kapacitású, a helyi lehetőségekre épülő energiatermelő egységet kell egy rendszerben irányítani a számítástechnika adta lehetőségek kihasználásával. A hazai mezőgazdaság szerkezetéből hiányzik a helyi ökológiai, természetföldrajzi és kulturális adottságokra épülő árnyaltság, ezért az önellátás fokozásával, a gazdaságnak helyi sajátosságokat kihasználva - organikus szerkezetűvé kell válnia. A fenntartható mezőgazdálkodás kialakítása érdekében elsősorban az organikus farmgazdálkodás támogatása szükséges. A hazai támogatási struktúra fenntarthatatlanságát jelzi, hogy a támogatási összegek nagyobb része a fosszilis energiahordozók használatát privilegizálják, így csökkentve a megújuló energiaforrások kiaknázásának lehetőségeit. A kormánynak oda kell figyelnie a szennyező fizet elv maximális érvényesítésére, ezzel internalizálva a környezetvédelmi költségeket. A rendelkezésre álló földterületek optimális hasznosítása gazdasági és környezeti szempontból is kiemelkedő feladat, egyrészről a földhasználat változása (szántó-gyep, szántó-legelő, legelő-erdő stb. konverzió), másrészről a szabályozatlan/átláthatatlan tulajdonviszonyok miatt, amelyek alapvetően meghatározzák egy terület eltartó képességét. Az édesvíz-készletek megőrzése alapvetően stratégiai feladat, mind globális, mind nemzeti szinten (hazánk esetében szupranacionális), így a megfelelő piaci környezet és árpolitika kidolgozása elengedhetetlen ebben az ágazatban. Az új típusú tájgazdálkodás a termőterületek, az ivóvíz bázisok megóvásán, valamint az élet- és vagyonvédelmet szolgáló Vásárhelyi terv megvalósításán keresztül (amely magába foglalja az árvíz fenyegetettségnek kitett területek helyi adottságoknak megfelelő gazdasági hasznosítását is), olyan termelési ágazatok ártéren és hullámtéren történő meghonosítása (pl: energiaerdők telepítése), amelyek gazdasági célú hasznosítása miáltal természetes módon kiszűrik a káros anyagokat a talajból és a légkörből környezetvédelmi célokat is szolgál. Az új közlekedés politika elsődleges célja a magas szennyezéssel járó közlekedési igények csökkentése. A károsanyag-kibocsátás túlnyomó része a közlekedésből származik. Ezen kívül a közlekedési, szállítási infrastruktúra térfoglalása, összefüggő és kiterjedt hálózattá való szerveződése, valamint a növekvő területhasználat iránti igények (agglomerációk létrejötte, zöldmezős beruházások, településrendezések) lerontják a természetes térszerkezetet, csökkentik természetes élőhelyek koherenciáját, az ökológiai hálózat működésének lehetőségét. Mindezért a közlekedési igények csökkentése kulcsfontosságú feladat a fenntartható fejlődés szempontjából. A közlekedési igények általános csökkentését lehet elérni a terület- és településfejlesztés, a munkahelyteremtés eszközeivel, annak biztosításával, hogy a lakosok helyben találják meg 211

214 munkahelyüket, és érjék el azokat a szolgáltatásokat, amelyek miatt egyébként utazniuk kellene. Emellett kiemelten fontos a közösségi közlekedés fejlesztése a helyközi és a helyi közlekedésben egyaránt, alacsony energiafogyasztású és kis szennyezőanyag-kibocsátású közlekedési eszközök segítségével. A helyközi közlekedésben a nagyobb távok megtételére a vasúti személyszállítás és a gyors autóbusz járatok fejlesztése nyújthat megoldást, amelyek gyors, biztonságos és kiszámítható és kényelmes elérhetőséget tesznek lehetővé, így versenyelőnyre téve szert a személygépkocsival történő közlekedéssel szemben. Kulcsfontosságú a periférikus területek elérhetősége is. Itt a jogszabályok megváltoztatása, a monopolhelyzetek megszűntetése mellett szükséges az igényvezérelt közlekedési rendszerek támogatása is. Irodalom Stern, N. 2006: A Stern-jelentés: az éghajlatváltozás gazdaságtana. London. 212

215 TÁJHASZNÁLAT VÁLTÁS LEHETŐSÉGEI A TERMÉSZETI SZOLGÁLTATÁSOK NÖVELÉSÉÉRT FLACHNER ZSUZSANNA és NAGY GERGŐ GÁBOR Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet 1022 Budapest, Herman Ottó út 15., Összefoglalás A Tisza gátak közé szorításának oka a korábban vízjárta területek kiszárítása és mezőgazdasági művelésbe vonása. A mederátvágások jelentősen lecsökkentették eredeti hosszát, miáltal a korábbi ártéri tájhasználat gyakorlatilag eltűnt és új problémák jelentek meg belvíz, árvíz, talajvízszint csökkenése, talajdegradáció. Emellett drasztikus mértékben leszűkültek a folyómenti értékes élőhelyek, csökkent a biodiverzitás mértéke. A növekvő antropogén hatásokra bekövetkező folyamatok, mint pl. globális klímaváltozás hatásai hatványozottan jelentkeznek az olyan kiszolgáltatott, ökológiai alkalmazkodóképességétől megfosztott vidéken, mint a Tisza-völgy. A jövőben azon tájegységek lesznek versenyképesek, amelyek olyan tájgazdálkodást valósítanak meg, amelyek a természeti erőforrásokra építve, az elővigyázatosság elvén alapulnak és elismerik, hogy az emberi társadalom a természet szerves része. A Nagykörűben elindított Integrált tájfejlesztési program a víz- és tájgazdálkodás hatékonyságának fejlesztésére a Tisza vízgyűjtőn tájrehabilitációs projekt célja egy olyan, e problémákra választ nyújtó tájhasználat kialakítása, amely a táj eredeti adottságaira alapozva egy rendszerben képes nyújtani a megélhetési biztonságot (mezőgazdasági szerkezetváltás), az ökológiai biztonságot (tájrehabilitáció) és a szélsőséges vízgazdálkodásból fakadó kockázatok csökkentését (vízkészlet-gazdálkodás). A Nagykörű ártérrevitalizációs program keretében megvalósuló 30 hektáros szántó-gyep és vizes élőhely konverzió hatására rövidtávon javul a táj vízpuffer kapacitása, javul a termelés feltétele, nő a természetes élőhely, halívó hely jön létre; hosszú távon javul a talajminőség és a talajvíz-utánpótlás. Az emberi jól-lét teljes mértékben a természet nyújtotta javaktól, azaz az ökoszisztéma vagy természeti szolgáltatások fennmaradásától és gazdagodásától függ, éppen ezért a projekt keretében a tájhasználat-váltás előtti és utáni állapot komplex értékelése zajlik. Kulcsszavak: földhasználat-váltás, ILD projekt, Nagykörű, tájhasználat-váltás, tájrehabilitáció, természeti szolgáltatások értékelése Bevezetés Az 1600-as évektől az ipari forradalom nyomán megindult, majd a 19. századtól felgyorsult a mezőgazdaság intenzifikációja. Az emberiség korlátlan mértékben, mindenféle felelősségérzet nélkül használta a természeti erőforrásokat: erdőket irtottak ki, mocsarakat csapoltak le, gyepeket törtek fel, folyók kanyarulatait vágták át a tulajdonszerzés és a termelés bővítése érdekében (Andrásfalvy, 2007). Európában leginkább az alföldi, laposabb jellegű részeket vonták intenzív mezőgazdasági művelés alá, ami főként Közép- és Nyugat-Európában vált számottevővé. A régmúltban a Tisza a Kárpát-medence keleti felének jelentős hányadát bekalandozta, az Alföld nagy részén ártéri területeket alakítván ki. A girbe-gurba fővonal mentén egymás mellett sorakoztak a meanderek, holtágak, nádasok, ártéri erdők, mocsarak, lápok és egyéb értékes élőhelyek. A vadregényes tájjal ellentétben igazi szelídvízországnak minősült a Tisza-völgy (Molnár, 2004). A gazdálkodás alapját az évenkénti árvizek szolgáltatták, melyek a folyót kísérő magaspartokon (övzátonyokon) keresztül képzett átvágásokon, úgynevezett fokokon érték el az árterületet, majd ugyanezen keresztül jutottak vissza a főmederbe. Ártéri tájgazdálkodás- és fokgazdálkodás terjedt el halászattal, extenzív állattartással, gyümölcs- és zöldségtermesztéssel (Balogh, 2005). Az 1800-as 213

216 évektől uralkodó térségfejlesztési politikának köszönhetően jelentős kiterjedésű vizes élőhelyek kerültek lecsapolásra (Kollányi, 2004). 1. ábra Történeti felszínborítás és földhasználat mintázat Nagykörű térségében (fentről lefelé: 18. század vége ( ) 19. század közepe ( ) 20. század vége ( ) Figure 1. Historical land cover and land use pattern in the Nagykörű area (from above: end of 18 th century ( ) midst of 19 th century ( ) end of 20 th century ( ) A Tisza szabályozását követően a folyó eredeti 1419 km-es hossza 962 km-re csökkent. A korábbi ártéri tájgazdálkodás gyakorlatilag eltűnt, különböző léptékű degradációs folyamatok indultak be: - a mezőgazdasági földeken a rendszeres vízborítás hiányában felgyorsult a szikesedés; - a gátak mögött lévő vizek levezetése sokkal bonyolultabbá vált, így megnőtt a belvízveszély; - az ökológiai folyosó szerves részét képező vizes élőhelyek helyett sokkal szárazabb, ökológiai szempontból értéktelenebb élőhelyek jelentek meg; - a talajvíz szintje jelentősen lecsökkent; - a leszűkülő főmederben a víz lejtése és sebessége megnőtt (Somlyódi, 2002). A növekvő antropogén hatásokra bekövetkező folyamatok, mint pl. globális klímaváltozás hatásai hőmérséklet-növekedés, csökkenő csapadékmennyiség, szélsőséges időjárási események hatványozottan jelentkeznek az olyan kiszolgáltatott, ökológiai alkalmazkodóképességétől megfosztott vidéken, mint a Tisza-völgy (Sendzimir et al., 2008). Az alábbi térképsorozaton (1. ábra) jól látható a vizes élőhelyek térvesztése a mezőgazdasági földekkel szemben, illetve a nagyarányú belvízelvezetési/öntözési munkálatok eredményeként létrejövő csatornahálózat (Nagy, 2008). A hagyományos, extenzív mezőgazdaság nem vezetett a biológiai sokféleség csökkenéséhez (Rockström et al., 2009), sőt gazdagította azt, például a halbőséggel. A XX. század második felére jelentősen megnövekedett népesség a gépek és a különféle kemikáliák (növényvédőszerek, műtrágyák) használatával egyre erősödő negatív hatást gyakorolt az ökoszisztémákra (Reidsma et al., 2006). A folyamat eredményeként a biológiai sokféleség drámai módon lecsökkent, különösen a folyóvölgyek térségében (Donald et al., 2001). E káros hatások 214

217 csökkentése érdekében az Európai Unió tagországaiban agrár-környezetvédelmi programok indultak, melynek keretében a környezetkímélő extenzív művelési módokat támogatják (Ángyán, 2008). Ezek a gazdálkodási formák létfontosságúak az olyan vidékeken, mint a Tisza-völgy, hiszen nem, vagy kis mértékben alkalmaznak műtrágyákat és növényvédő szereket, valamint korlátozott mértékben használnak fosszilis energiahordozókat (Baldock et al., 1994). E területek többsége a szigorúan védett területek pufferolásában segíti elő a környezeti terhelések csökkentését és a magasabb diverzitás kialakulását. A természeti értékek jelentős része köthető e gazdálkodási formához, hiszen lényegesen nagyobb diverzitás jellemzi ezeket a területeket. Az elmúlt néhány évtizedben levonuló árvizek, a megélhetési gondok és egyéb problémák okán a Nagykörűi Önkormányzat a 90-es évek közepén egy példaértékű kezdeményezést indított el egy sajátos vidékfejlesztési program kidolgozásával, ez volt a Nagykörűi Tájgazdálkodási Program. A koncepció alapja, hogy át kell térni a természetes erőforrások, úgymint a táj és a folyó fenntartható használatára, az így kínálkozó haszonvételekkel napjaink kihívásaira választ adó gazdasági szerkezet alakítható ki. A program célja egy olyan korszerű tájhasználat kialakítása, amely a táj eredeti adottságaira alapozva egységes rendszerben képes nyújtani a megélhetési biztonságot (mezőgazdasági szerkezetváltás), ökológiai biztonságot (tájrehabilitáció) és az árvízi biztonságot (vízkészlet-gazdálkodás). A program közvetlenül a nagykörűi ártéri öblözetre terjed ki, míg tanulságait tekintve az egész Tisza vidékre alkalmazható. A program részei: 1) a kubikgödrök revitalizációja az ártéri területen, amely a főmedertől elválasztott kubikgödröket kapcsolja össze egy csatornahálózat segítségével és köti össze a Tiszával (halak természetes szaporodásának biztosítása, mentetlen oldali rehabilitáció); 2) az Anyita-tó visszaállítása és működtetése, melynek részeként a Tisza főmedre és a tó közé épített nyári gátat teljes egészében elbontották, illetve az intenzív szántóföldi művelést felszámolták (a fokgazdálkodás felújítása hullámtéri öblözetben); 3) a Nagyfok rehabilitációja (a nagykörűi ártéri öblözet komplex rehabilitációja a mentett oldal megfelelő részeinek szabályozott vízborításával). Utóbbi része az ICPDR-UNDP-SZÖVET által 2009-ben indított Integrált tájfejlesztési program a víz- és tájgazdálkodás hatékonyságának fejlesztésére a Tisza vízgyűjtőn tájrehabilitációs projekt. A program tanulságainak disszeminációja három lépésben történik, egyrészt helyi szinten Nagykörűben, másrészt regionális szinten a Tiszavölgyben, harmadrészt pedig szakpolitikai szinte, ahol cél a táji folyamatok értékelésének módszertanának beépítése a legfontosabb tájat érintő fejlesztésekbe, úgymint vízgazdálkodás és területfejlesztés. Anyag és módszer Az utóbbi években egyre inkább felerősödtek azok a hangok, miszerint az ember jól-léte nagymértékben a természet nyújtotta javaktól függ, melyeket összefoglalóan ökoszisztéma vagy természeti szolgáltatásoknak hívunk. Összesen négy csoportjuk van: ellátó, szabályozó, fenntartó és kulturális. Az ellátó szolgáltatásokat közvetlenül felhasználjuk, így a vizet, az élelmiszert vagy éppen a faanyagot. Az éghajlat-szabályozás, a víztisztítás és az ehhez hasonló folyamatok a szabályozó szolgáltatások közé tartoznak. E folyamatok akadálymentes működését biztosítják a támogató szolgáltatások, úgymint a talajképződés és a fotoszitézis. Nehezen mérhetők a kulturális szolgáltatások, mint az oktatási, a rekreációs és a spirituális tevékenységek (MEA, 2005). Ezeket a szolgáltatásokat a biológiai és a táji sokféleség tartja fenn, éppen ezért a biológiai sokféleség megőrzése és a kedvezőtlen folyamatok visszafordítása elengedhetetlen feladat. Több tanulmány rávilágított arra, hogy a jövőben azon tájegységek lesznek versenyképesek, amelyek olyan tájgazdálkodást valósítanak meg, amelyek a természeti erőforrásokra építve, az elővigyázatosság elvén alapulnak és elismerik, hogy az emberi társadalom a természet szerves része (Glatz, 2010). A természeti szolgáltatások értékelésének elsődleges szerepe az ökoszisztémák működését befolyásoló, illetve a kezelésükkel kapcsolatos döntéshozatali folyamatok támogatása, vagyis mind a helyi, mind a politikai döntéshozók szempontjából lényeges. A természeti szolgáltatások árazására vállalkozó nemzetközi kutatások minden eredménye azt mutatja, hogy az összes élőhely közül magasan a vizes élőhelyek vezetnek. Hazánkban többféle megközelítés történt a természeti 215

218 szolgáltatások értékelésére, vannak, akik pénzben fejezik ki a természet nyújtotta javakat (Csanády és Kovács, 2003), mások ökológiai megközelítésen alapuló százalékos megközelítést alkalmaznak (Czúcz et al., 2008). Összességében elmondható, hogy sem itthon, sem külföldön a természeti szolgáltatások értékelésére vonatkozóan még nem tisztultak le a szakmai állásfoglalások, ezáltal a témakör további kibontása indokolt és szükségszerű. A 2009-ben indított Integrált tájfejlesztési program a víz- és tájgazdálkodás hatékonyságának fejlesztésére a Tisza vízgyűjtőn tájrehabilitációs mintaprojekt keretében 30 hektáros szántó-gyep és vizes élőhely konverzió történik. A mintaterület egy szétágazó medermaradvány része, amely a mentett oldalra került ártéri öblözet közepén található. Alacsonyártéri szinten helyezkedik el, amiben a medervonulat mélyártéri szintként értelmezendő. A teljes mintaterület hossza 800 méter, szélessége a nyugati oldalon 600, míg a keleti oldalon 200 méter. Ezen belül a mederszakasz 400 méter hosszú és 50 méter széles, 1 méteres mélységgel rendelkezik. Összesen 6 parcella húzódik a területen, ezek közül 5 szántóként művelt, egy pedig gyümölcsösként. Az északi oldalon fut a 19-es számú belvízcsatorna, amibe jelenleg a vizet levezetik. A terület térképezését a jelenlegi állapotra és egy jövőbeni, ideális tájhasználat állapotra végeztük el. Ez utóbbi megtervezését a Pagony Táj- és Kertépítész Kft. munkatársai végezték helyszíni felmérések alapján a természetes tájhatárokhoz igazítva. Alapvető cél az, hogy a helyben keletkező vizek maradhassanak a területen, valamint az évenként változó mértékű vízborításhoz igazodjon a felszínborítás és a tájhasználat (mezőgazdasági művelés). A természeti szolgáltatások értékelésénél a Burkhard et al. (2009) által létrehozott ökoszisztéma szolgáltatás értékelő mátrixot vettük alapul. A támogató szolgáltatások melyeket Burkhard et al. (2009) ökológiai integritásnak neveztek el kvantifikálása bonyolult feladat és hibákkal terhelheti az eredményt (pl. egyes szolgáltatások kétszeres számításba vétele), ezért ebben a vizsgálatban nem vettük őket figyelembe. A vízszintes tengelyen a természeti szolgáltatásokat, a függőleges tengelyen pedig a CORINE felszínborítási kategóriákat ábrázoltuk. Előbbieket 0 5 skálán értékeltük, attól függően, hogy az adott felszínborítási kategória tekintetében mekkora szerepet játszanak. Értelemszerűen a 0 érték semmiféle természeti szolgáltatással nem jár, míg az 5 érték a legnagyobbal. A skálarendszer kidolgozása Burkhard et al. (2009) nyomán szakértői becslések, esettanulmányok alapján történt kidolgozásra. Mind a jelenlegi, mind a jövőbeni állapotra vonatkozóan megnéztük hogyan is alakulnak a területen szóbajöhető természeti szolgáltatások. Csak azokat a szolgáltatásokat és CORINE felszínborítási kategóriákat vettük figyelembe, amelyek a mi mintaterületünkön előfordul vagy a jövőben kialakításra kerül. Eredmények A tájhasználat-váltás rendkívül hosszadalmas, akár vagy még több évet felölelő folyamat, éppen ezért végleges eredményekkel nem, csak részeredményekkel tudunk szolgálni. Első megközelítésben fontos a vizualizáció és a helyi emberekkel való kapcsolatfelvétel, ugyanis sokkal jobban meggyőzhetők a gazdálkodók egy ökológikusabb tájhasználatra (ezáltal tájhasználatváltásra), amennyiben képi/vizualizációs eszközöket alkalmazunk (makett, rajz, modell, stb.). A 2. ábrán lévő látványterv a mintaterület jelenlegi állapotát mutatja be. Összesen hat tulajdonos van, a hat parcellából öt szántóföldként művelt, ezek többségében kukoricát termesztenek. A terület középső részén hat hektáron gyümölcsös (szilvás) fekszik, jobbára kiszáradt állapotban. Átlós irányban jól észlelhető az a medervonulat, mely a rendszeres tavaszi vízborítás következtében teljes fapusztulást okozott. 216

219 2. ábra A mintaterület jelenlegi földhasználata Figure 2. Present land use on the demonstration site 3. ábra A mintaterület természetszerű földhasználata Figure 3. Semi-natural land use on the demonstration site A 3. ábrán látható a Pagony Táj- és Kertépítész Kft. által tervezett, a természeti szolgáltatások növelését elősegítő tájhasználat szempontjából ideális jövőbeni állapot. A mederben egy állandó vízborítású vizes élőhely kerül kialakításra, annak egyik oldalán felújításra kerül az ártéri gyümölcsös, a szilvák mellett egyéb őshonos gyümölcsfákkal. Jelentősen megnő a fás legelők aránya, a közte lévő területek gyepként fognak funkcionálni, rajta birkalegeltetéssel. Az extenzív szántóművelés bemutatása a Sulymos melletti területre koncentrálódik változatos növényi kultúrákkal, a Sulymos nevű természetes vizes élőhelytől (patak, nádas) fa- és bokorsor fogja elválasztani. Hasonlóan a fő- és a földutat egyaránt fa- és bokorsorok fogják övezni. A fogadótér a sarokban kerül kialakításra, innen indul majd egy tanösvény végig az egész mintaterületen. Második megközelítésben Burkhard et al. (2009) által létrehozott mátrixot adaptáltuk a nagykörűi mintaterületünkre, a már ismertetett változtatásokkal. Az élőhely foltok kiterjedésének és 217

220 a természeti szolgáltatások erősségének összefüggésével jelen esetben nem foglalkozunk, ám különösen globális léptékben ez fontos befolyásoló tényező lehet. Szintén nem vettük figyelembe az egyes élőhelyek minőségét, példának okáért egy kipusztulófélben lévő gyümölcsös és egy teljesen egészséges gyümölcsös a helyi mikroklíma szabályozásában más-más szerepet tölthet be. Összehasonlítva a jelenlegi és a jövőbeni állapotot a következő eredményeket kaptuk (1. táblázat). Legfontosabb megállapításként azt tehetjük, hogy a létrejövő élőhely komplexum 6 új felszínborítási kategóriával gazdagítja a rendszert, ezáltal lényegesen megnövelve a természeti szolgáltatások számát. A legelőket és a gyepeket élőhely típus hasonlóságuk miatt nem érdemes elválasztani egymástól, így elemzésüket együtt adjuk meg, helyenként összehasonlítva őket. Ellátó szolgáltatásoknál kézzelfogható az állatállomány jelenléte, illetve a velejáró szerves trágya mennyisége. A szemes takarmány a mintaterület egyik felén lévő változatos növényi kultúrákból származik (kukorica, köles stb.). A szabályozó szolgáltatások esetében elsősorban a gyepeknek van nagy szerepe a helyi és a globális éghajlat szabályozásában, különösen az elszórtan, illetve a helyenként sűrűbben álló facsoportok, erdőfoltok révén. Közismert, hogy a növénytársulások közül legnagyobb mértékben az erdő veszi fel és köti meg a levegőben egyre jobban felhalmozódó széndioxidot, vagyis a természet háztartásában betöltött szerepe óriási. A széndioxid-tartalom lekötésével nagymértékben hozzájárulnak az üvegházhatás mérsékléséhez. Éppen ezért szeretnénk elérni, hogy a terület széleiben kisebb-nagyobb erdőfoltok alakuljanak ki a szukcesszió előrehaladtával. Mind a gyepek, mind a legelők növényzettel való borítottságuk révén az erózióvédelem hatékony bástyái, valamint az ökológiai folyosó fontos elemei. Gyepek esetében fontos felhívni a figyelmet a tápanyag szabályozásra és a víztisztításra. A komplex művelési szerkezet esetében változatos növényi kultúrákat értünk, elsősorban különféle gabonanövényeket. Ezek az ellátó természeti javakban töltenek be nagy szerepet (élelmiszernövények, takarmány, alapanyag pl. kender), némileg hozzájárulva a szabályozó szolgáltatásokhoz (éghajlat szabályozás, árvízvédelem, felszín alatti vízforgalom szabályozása). Némi magyarázatra szorul az elsődlegesen mezőgazdasági területek jelentős természetes növényzettel. Ezalatt mi a Sulymos nevű vizes élőhely, a fa- és bokorcsoportok, illetve az extenzíven művelt mezőgazdasági kisparcellák átmeneti zónáját értjük. Az ellátó szolgáltatásokhoz tartoznak a gyepeknél és a legelőknél már ismertetett komponensek. A táblázat alapján ide sorolandó a faipari alapanyag és az energetikai célú faanyag, de mi az utóbbit nem tartjuk kívánatosnak, elvégre egy természetközeli élőhely annál nagyobb biodiverzitási értékkel rendelkezik, minél öregebb, minél előrehaladottabb a szukcesszió állapotában. Figyelembe véve a szabályozó szolgáltatokat, az éghajlat szabályozásban, az árvízvédelemben, a talajvízpótlásban, a levegőminőség- és erózió szabályozásban, valamint a víztisztításban tölthet be nagy szerepet. A mezőgazdasági-erdészeti terület élőhely komplexum a táblázat értékei alapján megközelítőleg egyforma szerepet tölt be a szabályozó- és az ellátó szolgáltatások tekintetében. Az eddigiektől eltérően újdonságként jelenik meg a pollináció belépése a virágzó lágyszárúaknak és a fásszárúaknak köszönhetően. A legnagyobb újdonságot a vizes élőhely (víztest) okozza. Ellátó szolgáltatásoknál kézzelfogható a kifogott hal mennyisége és minősége, de ami ennél lényegesen nagyobb érték, az a raktározott édesvíz készlet. Történtek már próbálkozások algatermelés révén biomassza-erőművek beindítására, hazánkban ez még várat magára, mint potenciális lehetőség azonban meg kell említeni. Lokális szinten kiemelkedő szerepe van a vizeknek az éghajlat szabályozásában, ez a táblázatban nem jelenik meg nagymértékben, ennek ellenére fontosnak tartjuk ezt kiemelni. Szintén nem jelenik meg a víztestek árvízvédelemben betöltött szerepe sem, elvégre az áradáskor a folyó menti természetes mélyedésekbe kivezetett vizek csökkentik a levonuló árhullámok erősségét. A projekt során létrejövő mozaikos élőhelyen egy bemutatóterületet szeretnénk működtetni elsősorban általános iskolás és középiskolás gyermekek számára, éppen ezért egyik élőhelynél sem emeltük ki a kulturális szolgáltatások értékét, hiszen azok mindenhol egyformán erősek. A tanösvény az északnyugati sarokban lévő látogatóközponttól indulna és végighaladna a területen, megismertetvén a helyieket az ártéri gazdálkodás sajátosságaival. 218

221 219

222 Megvitatás Az előbbiekben Burkard és munkatársai nyomán kifejlesztett élőhely mátrixot próbáltuk meg egy magyarországi mintaterületre alkalmazni (1. táblázat). Az egyes természeti szolgáltatások értékei egy az egyben nehezen vihetők át hazai élőhelyekre, ám közelítőleg megbízható eredményeket adnak. A megjelenő új természeti szolgáltatásokból és azok értékeiből is látszik, hogy a projekt során kialakításra kerülő mozaikos tájszerkezet a táj eredeti adottságaira alapozva egy rendszerben képes nyújtani a megélhetési biztonságot, az ökológiai biztonságot és a szélsőséges vízgazdálkodásból fakadó kockázatok csökkentését. Rövidtávon javul a táj vízpuffer kapacitása, javul a termelés feltétele, nő a természetes élőhely, halívó hely jön létre; hosszútávon javul a talajminőség és a talajvíz-utánpótlás. A földhasználat illesztése a természetes tájhatárokhoz elősegítené az ökológiai hálózat fejlesztését a Natura 2000 program elveinek megfelelően. A természetes élőhelyek fragmentáltságának zömét a mélyebb területek szántóként, illetve egyéb mezőgazdasági területként való használata okozza, ami számos káros hatást von maga után: élőhelyek minőségének leromlása, invazív fajok előretörése stb. Ezért a mélyebb térszinteken gyepeket és vizes élőhelyeket igyekszünk kialakítani, hogy azok eredendő tájfunkciójukat ellátva betölthessék szerepüket, úgymint a vízvisszatartást, az ökológiai folyosók és pufferzónák szerepének ellátását. A földhasználat váltás hatásait értékelve becsülhetjük a bekerülési költségek mellett a természeti rendszer folyamatainak, annak úgynevezett társadalmi-gazdasági hasznainak mértékét, általánosítva azt. Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnénk köszönetet mondani Kiss Mártonnak és Borsos Bélának az anyaghoz fűzött értékes megjegyzéseiért. Vizsgálataink az Integrated land development (ILD) program to improve land use and water management efficiency in the Tisza basin program keretében zajlik a SCENES és a WateRisk projektek támogatásával. Irodalom Andrásfalvy B. 2007: A Duna mente népének ártéri gazdálkodása. Ekvilibrium Kft., Budapest. 440 p. Ángyán J. 2008: Az agrárkörnyezet- és tájgazdálkodás hazai helyzete, kilátásai és a Nemzeti Vidékfejlesztési Terv. In Csorba, P. & Fazekas, I. (szerk.): Tájkutatás - Tájökológia. Meridián Alapítvány, Debrecen. p Baldock, D., Beaufoy, G., Clark, J. (eds.) 1994: The nature of farming: low intensity farming systems in nine European countries. Institute for European Environmental Protection, London. 66 p. Balogh P. 2005: Ártéri tájgazdálkodás a nagykörűi tározóban (megvalósíthatósági tanulmányterv). Nagykörű. 50 p. Burkhard, B., Kroll, F., Müller, F., Windhorst, W. 2009: Landscapes Capacities to Provide Ecosystem Services a Concept for Land-Cover Based Assessments. Landscape Online, 15: Csanádi R. A., Kovács E. 2003: A biológiai sokféleség ösztönzése és közgazdasági értékelés: útmutató döntéshozók számára. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Budapest. 196 p. Czúcz B., Molnár Zs., Horváth F., Botta-Dukát Z. 2008: The natural capital index of Hungary. Acta Botanica Hungarica, 50 (Suppl.): Donald, P. F., Green, R. E., Heath, M. F. 2001: Agricultural intensification and the collapse of Europe s farmland bird populations. Proceedings of the Royal Society London Series B, 268:

223 Glatz F. 2010: Sikeres vidéki térségek. MTA Történettudományi Intézet MTA Társadalomkutató Központ, Budapest. 192 p. Kollányi L. 2004: Tájindikátorok alkalmazási lehetőségei a környezetállapot értékeléséhez. Budapest. 114 p. Millennium Ecosystem Assessment 2005: Ecosystems and human well-being: Biodiversity synthesis. World Resource Institue, Washington D.C. 86 p. Molnár G. 2004: A Tiszánál. Ekvilibrium Kft., Budapest. 192 p. Nagy D. 2008: A történeti felszínborítás térképezése a Tisza-völgyben. In: Flachner, Zs. et al. (szerk.): A történeti felszínborítás térképezése a Tisza-völgyben. SZÖVET, Budapest. p Sendzimir, J., Magnuszewski, P., Flachner, Z., Balogh, P., Molnár, G., Sarvari, A., Nagy, Z. 2008: Assessing the resilience of a river management regime: informal learning in a shadow network in the Tisza River Basin. Ecology and Society 13(1): 11. [online] URL: Reidsma, P., Tekelenburg, T., van den Berg, M., Alkemade, R. 2006: Impacts of land-use change on biodiversity: An assessment of agricultural biodiversity in the European Union. Agriculture, Ecosystems and Environment, 114: Rockström, J., Steffen, W., Noone, K., Persson, Å., Chapin III, F. S., Lambin, E., Lenton, T. M., Scheffer, M., Folke, C., Schellnhuber, H. J., Nykvist, B., de Wit, C. A., Hughes, T., van der Leeuw, S., Rodhe, H., Sörlin, S., Snyder, P. K., Costanza, R., Svedin, U., Falkenmark, M., Karlberg, L., Corell, R. W., Fabry, J. V. J., Hansen, J., Walker, B., Liverman, D., Richardson, K., Crutzen, P., Foley, J. 2009: Planetary Boundaries: Exploring the Safe Operating Space for Humanity. Ecology and Society 14(2): 32. [online] URL: Somlyódi L. 2002: A hazai vízgazdálkodás stratégiai pillérei. In Somlyódi, L. & Glatz, F. (szerk.): A hazai vízgazdálkodás stratégiai kérdései. Magyar Tudományos Akadémia. p Abstract POSSIBILITIES TO CHANGE LAND USE PATTERNS WITH A VIEW TO ENHANCE NATURAL ECOSYSTEM SERVICES ZSUZSANNA FLACHNER and GERGŐ G. NAGY Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry of the Hungarian Academy of Sciences H-1022 Budapest, Herman Ottó út 15., Hungary, The main objective of confining the Tisza river between embankments was to drain the formerly water covered flood plain and to put it to agricultural use. Cuts of the river bends shortened the original length of the river substantially and the levees reduced the size of the area exposed to water, which resulted in vanishing of former land use practices within the floodplain and new in the emergence of problems such as excess surface water, extreme floods, sinking groundwater tables, seasonal drought and soil degradation. Besides, the valuable riparian habitats became scarce, thus diminishing the level of biodiversity in the lowland. Processes incurred as a consequence of the increasing anthropogenic interference such as the impact of global climate change manifest themselves more intensively in such helpless regions deprived of their ecological adaptability like the Tisza valley is now. In the future, regions implementing landscape management practices built on natural resources, applying the precautionary principle and recognising human society as part of nature will become more competitive. The landscape reclamation project launched in the community of Nagykörű entitled Integrated land development (ILD) program to improve land use 221

224 and water management efficiency in the Tisza basin set the objective to develop and establish a landscape management and land use concept based on the original conditions of the landscape providing decent livelihood (through restructuralisation of agricultural and rural development), ecological security (through rehabilitation of the degraded landscape functions) and reduction of risks emerging from extremes of the current water regime (water resources management) in a single comprehensive system, thus offering a complex solution to the problems. Due to the conversion of a 30 hectares ploughed parcel into wooded pasture and wetland habitat under the Nagykörű floodplain revitalisation programme the water buffering capacity of the landscape will be improved, productivity and conditions of production are improved, natural habitats are extended, fish spawning grounds are established and on the long term both soil fertility and quality and groundwater replenishment are improved. Human welfare is dependent entirely on goods and benefits provided by nature, that is the maintenance and enrichment of ecosystem services. Therefore, the project also aims at carrying out a complex evaluation of the state of affairs before and after the land use change effectuated. 222

225 KADMIUMMAL ÉS BAKTÉRIUM ALAPÚ BIOTRÁGYÁVAL KEZELT NAPRAFORGÓ HIBRIDEK NÖVÉNYFIZIOLÓGIAI VIZSGÁLATA GAJDOS ÉVA 1, BÁKONYI NÓRA 2, MAROZSÁN MARIANNA 2, VÍG RÓBERT 3, VERES SZILVIA 4 és LÉVAI LÁSZLÓ 4 1 Debreceni Egyetem, Kerpely Kálmán Doktori Iskola 4032 Debrecen, Böszörményi út 138., 2 Debreceni Egyetem, Hankóczy Jenő Doktori Iskola 3 Debreceni Egyetem, Földhasznosítási, Műszaki és Területfejlesztési Intézet 4 Debreceni Egyetem, Növénytudományi Intézet, Mezőgazdasági Növénytani és Növényélettani Tanszékcsoport Összefoglalás Az eredmények alapján megállapítottuk, hogy a vizsgált baktérium-készítmény képes kompenzálni a kadmium terhelés növényi fejlődésre gyakorolt kedvezőtlen hatását. A kadmiumkezelések és a Phylazonittal (Azotobacter sp. és Bacillus sp. tartalmú biotrágya) kiegészített kadmiumkezelések közötti különbségek a kadmiumkoncentráció növelésével egyre kifejezettebbé váltak, amiből arra következtettünk, hogy a Phylazonit a stressz erősödésével egyre jelentősebb javulást idéz elő a növényi kondícióban a csak kadmiummal kezelt növényekhez képest. A biotrágyával kiegészített kadmium-szulfátos kezeléseknél kedvezőbb fiziológiai mutatókat mértünk, mint biotrágya nélkül. A jelentős szórásokból arra következtettünk, hogy az ismétlések számát, és az ismétléseken belüli egyedszámot növelve meg kell ismételni a kísérletünket. Kulcsszavak: nehézfém, gyökér morfológia, klorofill, tolerancia Bevezetés A szennyezett területek alapvető környezeti problémát jelentenek, mivel a szennyezőanyagok hatására a talaj kialakult fizikai, kémiai, biológiai tulajdonságai kedvezőtlen irányba változnak. A talajok képesek felhalmozni a szennyező nehézfémeket anélkül, hogy a mérgező hatásuknak nyilvánvaló tünetei lennének. A kadmium a talajban meglehetősen immobilis, a felszínre került kadmium általában addig a mélységig jut le a talajprofilban, ameddig a talajműveléssel bedolgozzák. Ezért veszélyes mértékben is felhalmozódhat a talaj felső rétegében (Filep, 1998). A kadmium felvétele függ a mennyiségétől és mobilizálhatóságától, oldékonyságától. A hozzáférhetőséget módosítja a talaj ph-ja, a szervesanyag-tartalma, a redox-potenciál, a hőmérséklet és más elemek kölcsönhatása is. A kedvező hatású, a növények növekedését előnyösen befolyásoló rizoszféra mikroorganizmusok szerepe a növények tápanyag-gazdálkodásában vitathatatlan. Ezért is tartottuk fontosnak valamilyen baktérium alapú biotrágya egyidejű alkalmazását a kísérleteinkben. A rizoszféra baktériumok közvetlen és közvetett úton serkenthetik a növények növekedését azáltal, hogy fokozzák a tápanyagok feltáródását, mobilitását, illetve növelik a növények tápanyagfelvételét. A talajtani tényezők meghatározzák a mikroorganizmusok szaporodását és általános életfeltételeit. A kadmium negatívan befolyásolja a nem toleráns növények növekedését és fejlődését. (Pinto et al., 2004). A kadmium közvetett hatása, hogy a talaj mikroorganizmusaira potenciális veszélyt jelent (Duxbury, 1985). A kadmium okozta veszély felfedezését nehezíti, hogy gazdasági növényeink gyakran látható tünetek nélkül, nagy mennyiségben halmozhatják fel. Főleg a levélzöldségekre jellemző, hogy sok kadmiumot képesek akkumulálni, de a napraforgóban is megfigyelték a kadmium felhalmozódását a talaj növekvő kadmiumtartalma esetén (Lehoczky, 1998; Kádár et al., 1998; Simon et al., 1999). 223

226 Anyag és módszer A növényeket a Debreceni Egyetem Növénytudományi Intézetének klímaszobájában neveltük. Kísérleti növényként napraforgó (Helianthus annus L.) NK Alego, NK Brio, NK Neoma és Nova hibrideket használtunk. A magvakat nedves szűrőpapír között csíráztattuk, majd tápoldaton neveltük. A tápoldat összetétele a következő volt: 2,0 mm Ca(NO 3 ) 2, 0,7 mm K 2 SO 4, 0,5 mm MgSO 4, 0,1 mm KH 2 PO 4, 0,1 mm KCl, 10 μm H 3 BO 3, 1 μm MnSO 4, 1 μm ZnSO 4, 0,25 μm CuSO 4, 0,01 μm (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24. A növények a vasat 10-4 M FeEDTA formában kapták. Kadmiumkezelésre CdSO 4 -ot használtunk, az alkalmazott koncentrációk 1, 5, 10, ppm voltak. A biotrágyát (Phylazonit MC ) 1ml L -1 mennyiségben adtuk a tápoldathoz. A kísérletek során a környezeti feltételek szabályozottak voltak: a fényintenzitás 350 µmol m -2 s -1, a hőmérséklet periodicitása 25/20 C (nappal/éjjel), a relatív páratartalom (RH) 65 75%, a megvilágítás/sötét periódus 16 h/8 h volt. Az alkalmazott biotrágya a Phylazonit MC viszkózus folyadék, mely két baktériumot, az Azotobacter chroococcumot (1-2 x 10 9 db/cm 3 ) és a Bacillus megatheriumot (1-2 x 10 8 db/cm 3 ) tartalmaz, a használata biogazdálkodásban is ajánlott. A relatív klorofilltartalom mérését (Spadindex) SPAD-501 (Minolta, Japán) klorofill mérővel végeztük. A fotoszintetikus pigmentek mennyiségét spektrofotometriásan határoztuk meg (Metertek SP-830 UV/VIS, Japán). Az eredmények értékelését 5 százalékos szignifikancia-szinten, SPSS for Windows 14.0 statisztikai programcsomaggal végeztük. Eredmények Kísérleteinkben különböző napraforgó hibrideket használtunk a kadmiummal szembeni érzékenység vizsgálatara, melyek közül kettőt (NK Neoma, Nova) emeltünk ki, mivel ezek jól szemléltetik a többi hibrid reakcióját is. NK Neoma Nova Kezelés M ± Sd t-érték M ± Sd t-érték CdSO 4 (1 ppm) 45,0 ± 1,0 1,993 n 42,7 ± 2,3 2,044 n CdSO 4 (1 ppm) + Phylazonit 43,7 ± 0,7 45,3 ± 1,2 CdSO 4 (5 ppm) 39,5 ± 0,3 0,593 n 38,6 ± 3,1 1,445 n CdSO 4 (5 ppm) + Phylazonit 40,6 ± 3,2 41,2 ± 1,6 CdSO 4 (10 ppm) 26,5 ± 2,1 2,530 * 35,9 ± 2,4 2,104 n CdSO 4 (10 ppm) + Phylazonit 33,9 ± 4,6 39,5 ± 2,4 n nincs szignifikáns különbség, * p < 0,05 1. táblázat A relatív klorofilltartalom változása napraforgó hibrideknél a kadmium és a biotrágya kezlések hatására (átlagérték ± S.D., n=3) Table 1. Changes in the relative chlorophyl contents of sunflower hybrids seedlings caused by different cadmium and biofertilizer treatments (average value ± S.D., n=3) Vizsgáltuk, hogy az alkalmazott biotrágya (Phylazonit) képes-e kompenzálni a kadmiumkezelések negatív hatását. Az 1. táblázat az egyes hibridek 3. levelén mért SPADértékeket mutatja a kadmium-szulfátos és az azt kiegészítő biotrágya-kezelés függvényében. A Spad-index csökkenését figyeltük meg a növekvő kadmiumkoncentráció hatására a kadmiummal és a Phylazonittal is kiegészített kezeléseknél. A biotrágyával kiegészített a kadmiumkezelések SPAD-értéke kedvezőbben alakult, viszont a különbség az esetek többségében nem volt szignifikáns. A Nova hibridnél a kadmium-szulfátos és a Phylazonittal kiegészített kadmium-szulfátos kezelések közötti különbségek nem bizonyultak szignifikánsnak, míg az NK Neoma fajtánál a Phyalzonittal kombinált 10 ppm koncentrációjú kadmium-szulfátos kezelés 224

227 szignifikánsan magasabb SPAD-értéket eredményezett, mint az önmagában alkalmazott 10 ppm -es kadmium-szulfátos kezelés. NK Neoma Nova Kezelés M ± Sd t-érték M ± Sd t-érték CdSO 4 (1 ppm) 26,7 ± 2,9 0,398 n 9,5 ± 1,0 2,449 n CdSO 4 (1 ppm) + Phylazonit 28,8 ± 8,5 17,5 ± 6,5 CdSO 4 (5 ppm) 19,0 ± 7,9 0,472 n 13,8 ± 11,1 0,353 n CdSO 4 (5 ppm) + Phylazonit 21,3 ± 4,8 11,8 ± 2,4 CdSO 4 (10 ppm) 9,0 ± 3,6 2,025 * 6,5 ± 3,0 0,000 n CdSO 4 (10 ppm) + Phylazonit 17,5 ± 6,5 6,5 ± 3,1 n nincs szignifikáns különbség, * p < 0,05 2. táblázat A gyökér térfogat változása napraforgó hibrideknél a kadmium és a biotrágya kezlések hatására (átlagérték ± S.D., n=3) Table 2. Changes in root volume of sunflower hybrids seedlings caused by different cadmium and biofertilizer treatments (average value ± S.D., n=3) 1. ábra A különböző kadmiumkezelések hatása az NK Neoma gyökér morfológiájára Figure 1. Effects of different cadmium treatements on NK Neoma root morphology Hasonló eredményt kaptunk a gyökértérfogatok mérései során is (2. táblázat). Az 1. ábrán szereplő képek az NK Neoma hibrid gyökerének morfológiai alakulását mutatja a kezelések függvényében. Minden vizsgált hibridnél azt tapasztaltuk, hogy a magas kadmiumkoncentráció hatására a gyökerek térfogata erőteljesen csökkent, viszont a hajszálgyökereken lévő gyökérszőrök megerősödtek. Ennek oka valószínűleg az, hogy a növény így próbálta a kisméretű gyökerek tápanyagfelvevő felületét növelni. A 3. táblázat a levelek száraz tömegének eredményei alapján, a két kezeléstípus között is az NK Neoma hibridnél volt szignifikáns különbség, szintén a legmagasabb kadmiumkoncentrációnál. 225

228 NK Neoma 3. levél Nova 3. levél NK Neoma Nova Kezelés M ± Sd t-érték M ± Sd t-érték CdSO 4 (1ppm) 0,134 ± 0,010 0,313 n 0,131 ± 0,012 2,661 n CdSO 4 (1ppm) + Phylazonit 0,137 ± 0,016 0,216 ± 0,054 CdSO 4 (5 ppm) 0,113 ± 0,037 0,634 n 0,135 ± 0,020 2,923 n CdSO 4 (5 ppm) + Phylazonit 0,127 ± 0,008 0,211 ± 0,040 CdSO4 (10 ppm) 0,113 ± 0,027 1,163 * 0,124 ± 0,018 0,293 n CdSO 4 (10 ppm) + Phylazonit 0,144 ± 0,039 0,131 ± 0,043 n nincs szignifikáns különbség, * p < 0,05 3. táblázat A levelek száraz tömegének változása napraforgó hibrideknél a kadmium és a biotrágya kezlések hatására (átlagérték ± S.D., n=3) Table 3. Changes in leaf dry matter accumlation in sunflower hybrids seedlings caused by different cadmium and biofertilizer treatments (average value ± S.D., n=3) Klorofill-a Klorofill-b Karotinoidok Chl a/b Chl a/c Kontroll 15,755± 0,55 6,595± 0,57 4,112± 0,22 2,39 3,83 1ppm Cd 14,540± 0,59 5,414± 0,31 3,604± 0,16 2,69 4,03 5ppm Cd 10,654± 0,56 3,743± 0,43 2,659± 0,23 2,85 4,01 10ppm Cd 11,079± 1,24 4,026± 0,54 2,998± 0,35 2,75 3,70 K+Phy 14,524± 0,22 5,737± 0,30 3,343± 0,07 2,53 4,34 1+Phy 12,985± 0,90 4,945± 0,57 2,982± 0,36 2,63 4,35 5+Phy 10,945± 1,65 4,151± 0,36 2,668± 0,41 2,64 4,10 10+Phy 11,119± 1,28 4,083± 0,51 2,872± 0,41 2,72 3,87 Kontroll 14,748± 1,33 5,597± 0,89 3,818± 0,43 2,63 3,86 1ppm Cd 14,716± 0,39 5,649± 0,25 3,972± 0,14 2,61 3,70 5ppm Cd 14,812± 0,32 5,506± 0,15 3,769± 0,17 2,69 3,93 10ppm Cd 15,019± 0,24 5,584± 0,04 4,0361± 0,11 2,69 3,72 K+Phy 11,700± 0,81 3,732± 0,42 3,028± 0,14 3,14 3,86 1+Phy 12,014± 1,31 3,978± 0,43 3,085± 0,34 3,02 3,89 5+Phy 6,798± 1,54 1,876± 0,50 1,981± 0,45 3,62 3,43 10+Phy 9,575± 1,63 3,016± 0,73 2,671± 0,41 3,17 3,58 4. táblázat Az abszolút klorofilltartalom változása a napraforgó hibridek 3. levelében a különböző kadmium- és biotrágya-kezelések függvényében (átlagérték ± S.D., n=3) Table 4. Changes in the absolut chlorophyll contents of sunflower hybrids 3. leaf caused by different cadmium and biofertilizer treatments (average value ± S.D., n=3) A kadmium mennyiség növelésével csökkent a fotoszintetikus pigmentek mennyisége a Nova fajtánál, míg az NK Neoma esetében nem volt jelentős eltérés a vizsgált pigment mennyiségek között. Az alkalmazott biotrágya kedvező hatása azonban nem volt egyértelmű a kloforfilltartalom vizsgálatai során (4. táblázat), sőt inkább gyengébb eredményeket mutatott az abszolút klorofill mérési eredményeiben. A Phylazonit kedvező hatása inkább a klorofill a/b arányban az NK Neománál volt végig kifejezett, míg a klorofill a/c aránynál a Nova hibridnél mutatott egyértelmű növekedést. 226

229 Megvitatás Eredményeink alapján megállapítható, hogy a biotrágya-kezelések eredményessége a kadmiumkezelésekkel szemben, függ a Cd-koncentrációjától, illetve a termesztett hibridek egyéni érzékenységétől. Irodalom Duxbury, T. 1985: Ecological aspects of heavy metal responses in microorganisms. Adv. Microb. Ecol., 8: Filep Gy., Dániel P., Kovács B., Loch J. 1998: Effect of various extractants and extractant/ soil ratio on detected Cu, Pb and Cd concentration. In: Filep Gy. (ed.): Soil Pollution. Agricultural University of Debrecen. p Kádár I., Morvai B., Szabó L. 1998: Phytotoxicity of heavy metals in long-term field experiments. In: Filep Gy. (ed.): Soil Pollution. Agricultural University of Debrecen. p Lehoczky É., Szabó L., Horváth Sz. 1998: Cadmium uptake by lettuce in different soils. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 29: Pinto, A. P., Mota, A. M., de Varennes, A., Pinto, F. C. 2004: Influence of organic matter on the uptake of cadmium, zinc, copper and iron by sorghum plants. Sci. Tot. Environ., 326: Simon L., Vágvölgyi S., Győri Z. 1999: Kadmium akkumuláció vizsgálata napraforgó (Helianthus annus L.) növényben. Agrokémia és Talajtan, 48(1-2): Abstract PLANT PHYSIOLOGY ANALYSIS OF SUNFLOWER HYBRIDS TREATED WITH CADMIUM AND BACTERIA-BASED BIO-FERTILIZER ÉVA GAJDOS 1, NÓRA BÁKONYI 2, MARIANNA MAROZSÁN 2, RÓBERT VÍG 3, SZILVIA VERES 4 and LÁSZLÓ LÉVAI 4 1 University of Debrecen, Doctoral School of Kerpely Kálmán H-4032 Debrecen, Böszörményi str. 138., Hungary, 2 University of Debrecen, Doctoral School of Hankóczy Jenő 3 University of Debrecen, Institute of Land Utilization, Technoligy and Regional Development 4 University of Debrecen, Institute of Plant Sciences, Department of Agricultural Botany and Crop Physiology, In the course of agricultural production, toxic elements might get into the soil through the use of artificial fertilizers, soil improving materials, plant protection chemicals, manure, liquid fertilizers, sewage-sludge, polluted irrigation water; these elements might cause nature- and environment protection problems and health issues. Cadmium is even more important among polluting, toxic elements, because it is easily absorbable for the plants especially on acidic soil and it also transfers fast within the plant. A high amount is often cumulated without visible symptoms. Therefore, it is reasonable to deal with the nutriment supply of polluted agricultural soils from the aspect of environmental management. The use of bio-fertilizers is an excellent alternative for this, which is not only an environment friendly method; its proper application also has a cost-reducing effect. My experiments covered the cadmium sensitivity analysis of different sunflower hybrids during the simultaneous use of a bacteria-based bio-fertilizer. I compared the starting vigour, plant morphology, the absolute and relative chlorophyll content and the change of dry matter weight of the given hybrids. According to my results, the application of an additional bio-fertilizer treatment had a positive effect on almost every analysed parameter opposite to cadmium treatments. 227

230 KÖRNYEZETKÍMÉLŐ TRÁGYÁZÁSI MÓDOK EGY TARTAMKÍSÉRLET EREDMÉNYEI ALAPJÁN HENZSEL ISTVÁN és GYÖRGYI GYULÁNÉ DE AGTC KIT Nyíregyházi Kutató Intézet 4400 Nyíregyháza, Westsik V. u. 4-6., Összefoglalás A mezőgazdasági tevékenységnek lehetnek kedvezőtlen hatásai is a környezetre. A káros környezeti hatások közül leggyakrabban a műtrágyázást szokták megemlíteni. A nagyadagú műtrágyák használatának következménye lehet a felszíni és talajvíz szennyeződése, a talaj savanyodása és szerkezetének romlása, de romolhat a termés minősége, tárolhatósága, vagy akár az egészségre károsan megnövekedhet a termés nitráttartalma. A Westsik vetésforgó tartamkísérlet a tápanyagutánpótlás különféle lehetőségeit mutatja be: szalma- és istállótrágyázás, fővetésű és másodvetésű zöldtrágyázás. Vannak műtrágyás és műtrágya nélküli kezelések. A kísérlet 14 hároméves és 1 négyéves vetésforgót foglal magába. A kísérlet talaja alacsony humusztartalmú, laza homoktalaj. A tartamkísérlet talaja erősen savanyú-savanyú kémhatású. A trágyázás nélküli kontrollkezelésben is hasonlóan savanyú a talaj, mint a műtrágyás, fővetésű zöldtrágyás vetésforgóban, tehát a vetésforgó kísérletben kijuttatott műtrágya adagok nem savanyítják kimutatható mértékben a talajt. Az istállótrágyás és az erjesztett szalmatrágyás vetésforgókban magasabb a talaj kálium-kloridos phértéke, mint a zöldtrágyás vetésforgókban. A talaj nitráttartalma növekszik műtrágyázás hatására a tartamkísérletben, de az alkalmazott szervestrágyázási módok mellett is minden esetben alacsony. Nincs jelentős különbség a fővetésű és másodvetésű zöldtrágyás vetésforgók talajának nitráttartalmában. A nagyobb nitrogén adagú szalmatrágyás vetésforgókban sem magasabb a talaj nitráttartalma, mint a kisebb adagú zöldtrágyás vetésforgók esetén. A 26,1 t/ha adagú istállótrágyázás hatására hasonló a talaj nitráttartalma, mint a csillagfürt zöldtrágyás vetésforgók esetén. A Westsik vetésforgó tartamkísérletben kijuttatott kisadagú trágyákkal is el lehet érni egy elfogadható termést. Megállapítható, hogy a kísérletben alkalmazott trágyázási módok környezeti hatásai inkább kedvezőek, mint károsak. Kulcsszavak: vetésforgó, tápanyag-gazdálkodás, szervestrágyázás Bevezetés A növénytermesztés során a terméssel elszállított elemeket pótolni kell. A növények számára felvehető tápelemek pótlása vagy esetleg növelése hogyan, milyen módon valósul meg, az a növénytermesztő feladata. A tápanyag-utánpótlásra különféle szerves- és műtrágyázási lehetőségek állnak rendelkezésre, azonban ezeknek lehetnek kedvezőtlen környezeti hatásai is. Sarkadi (1975) szerint a műtrágyázás okozta kémhatásváltozások egyrészt a felhasznált anyag sav-, illetve bázisgyök-tartalmától, másrészt a talajban végbemenő folyamatoktól, a trágyatalaj-növény kölcsönhatásaitól függenek. A N-műtrágyák közül az ammónium-gyököt tartalmazók csökkentik a talaj ph-ját. Fiziológiailag savanyúak, a telítetlen talajokon az ammónium, mint kation kicseréli az adszorbeált H egy részét, és a nitrifikáció folyamán is növekszik a talaj H + -ion koncentrációja. A foszfor-műtrágyák közül a szuperfoszfát mindig tartalmaz szabad savat is, ezért savanyú kémhatású talajokon nem célszerű használni, mert hozzájárul a talaj savanyodásához. A kálium-műtrágyák, a kálium-klorid, a kálium-szulfát kémiailag semleges sók, fiziológiai szempontból azonban savanyúak. A növénytáplálkozás során ugyanis a kationok felvétele H + -ionok, az anionoké pedig a vizes oldatban lúgosan hidrolizáló HCO 3 - -ionok leadásával jár együtt. Mivel a növények több kálium-kationt vesznek fel, mint klorid- vagy szulfát-aniont, a gyökérzóna savanyú 228

231 kémhatású lesz. Stefanovits (1992) megállapította, hogy a természettől fogva savanyú és homokos, tehát kevés kolloidot tartalmazó, kis tompítóképességű talajokon az ammónium-szulfát, ammóniumklorid, kálium-szulfát és kálium-klorid műtrágyák éveken át nagyobb adagban való rendszeres alkalmazásuk esetén tovább savanyítják a talajt. Savanyú kémhatású talajban leromlik a talaj szerkezetessége, a víz- és levegő gazdálkodása. Kedvezőtlen humuszanyagok képződnek, az agyagásványok szerkezete szét is eshet, a foszfátok lekötődnek. A tápanyagkationok, a mész kimosódnak a talajból. Szélsőséges esetekben a felszabaduló alumíniumionok mérgezően hatnak a növényzetre. Savanyú talajokban a hasznos talajbaktériumok helyett a mikroszkópikus gombák szaporodnak fel (Kemenesy, 1972). Kádár és Szemes (1994) a Nyírlugosi tartamkísérlet 20. éve után azt találták, hogy meszezés nélkül, műtrágyázás hatására a kálium-kloridos ph-érték 4 alá süllyedt, míg a műtrágyázás nélküli kontrollterületen 4,6 volt. Kerényi (2001) szerint az oldatba kerülő műtrágyák kimosódhatnak a talajból, így szennyezhetik a talaj- vagy a felszíni vizeket. Kádár és Németh (1993) azt állapították meg, hogy a Nyírlugosi tartamkísérlet homoktalajában viszonylag gyorsan mozog a NO 3 -N, és a kísérlet 17. évében a NO 3 -N bemosódásának zónája elérte az 5 5,5 m mélységet. A feltalajban is megnövekedhet a NO 3 -N. Olyan esetben, amikor rendszeresen egyoldalú N-műtrágyázást végeznek, kicsik lesznek a termések, nem kerül felhasználásra a kijuttatott műtrágya, és megnövekszik a nitrátkoncentráció (Kádár és Szemes, 1994). Szalókiné és Szalóki (2003) vizsgálatai azt mutatták, hogy a lemosódott nitrogén nem mindenesetben vész el a növények számára. A szivárgó vízzel a lemosódó nitrogén a szivárgási mélység alsó részén halmozódik fel, ahonnan a növények még felvehetik, ha a felhalmozódási réteg a gyökerezési zónában található. A trágyák kémiai hatásai között nem elhanyagolható a sóhatásuk sem. Mint a vízben többékevésbé jól oldódó anyagok a talajoldat sótartalmát jelentős mértékben megnövelhetik, és ezen keresztül egyrészt a talajoldat ozmózisos nyomása nő meg, másrészt a talajoldat ionösszetételének és töménységének megváltozása hat az adszorbeált kationok megoszlására is (Stefanovits, 1992). Az intenzív műtrágyázás hatására (főként a nitrogén műtrágyák esetén) kedvezőtlenül változik a termés beltartalma, minősége, romlik a szállíthatósága, eltarthatósága. Magas lehet a termés nitráttartalma (Sántha, 1996). A műtrágyázás során használt nitrogénformák is befolyásolhatják a nitrát-felhalmozódást a termésekben. Nádasyné (1999) nitrogénformák hatását vizsgálta saláta növény NO 3 - akkumulációjára. Megállapította, hogy ugyanolyan dózis mellett az egyoldalú NO 3 -táplálás növelte (Ca(NO 3 ) 2 műtrágya) legnagyobb mértékben a raktározott nitrát mennyiséget a saláta levélben. Ezt a vegyes táplálású (NH 4 NO 3 műtrágya), majd az ammóniummal ((NH 4 ) 2 SO 4 műtrágya) táplált növények NO 3 -akkumulációja követte. A dolgozatban bemutatjuk, hogy különböző trágyázási módok hatására hogyan alakul egy homoktalaj kémhatása és nitráttartalma. Anyag és módszer A kísérletet 1929-ben állította be Westsik Vilmos. A kísérlet vetésforgó-rendszerűen lett kialakítva. A kísérletben 15 vetésforgó található, melyek közül tizennégy három éves, és egy van, mely négy éves. A vetésforgók mindegyikében megtalálható a rozs és a burgonya növény (1. táblázat). A vetésforgók mindegyik szakasza elvetésre kerül minden évben. A kísérlet a tápanyagutánpótlás különböző lehetőségeit mutatja be. Megtalálható a fő- és másodvetésű zöldtrágyázás, a szalma- és istállótrágyázás. Az I. vetésforgóban sem szerves, sem műtrágyázás nem történik. A II. vetésforgó első szakaszában fővetésben csillagfürt van vetve zöldtrágyának. A III. vetésforgó első szakaszában csillagfürt magtermesztés történik. A VIII. vetésforgóban a csillagfürt megtalálható fő- és másodvetésben is: az első szakaszban magtermesztés céljából, míg a második szakaszban 229

232 másodvetésű zöldtrágyának van vetve. A IX. vetésforgóban a csillagfürt zöldtakarmányként kerül felhasználásra. Vetésf. jele 1. szakasz 2. szakasz 3. szakasz 4. szakasz I Parlag Rozs Burgonya II Csillagfürt zöldtr. Rozs Burgonya III Csillagfürt Rozs Burgonya IV Rozs Burgonya Rozs V Rozs Burgonya Rozs VI Rozs Burgonya Rozs VII Rozs Burgonya Rozs VIII Csillagfürt Rozs+csillf. zöldtr. Burgonya Rozs IX Csillagfürt zöldtak. Rozs Burgonya X Zabos bükköny Rozs Burgonya XI Zabos bükköny Rozs Burgonya XII Rozs ztak.+csf.zöldtr. Rozs Burgonya XIII Rozs+csillf.zöldtr. Burgonya Rozs XIV Rozs+csillf.zöldtr. Burgonya Rozs XV Rozs+csillf.zöldtr. Burgonya Rozs 1. táblázat A Westsik-féle kísérlet vetésforgó szakaszai Table 1. Rotation treatments and crop sequences in Westsik s crop rotation experiment A XII-XV. vetésforgókban másodvetésű zöldtrágyázás történik. A XII. őszi vetésű zöldtakarmány-termesztéses vetésforgó első szakaszában található a takarmánynövény, mely május elejéig kerül betakarításra. Ezt követően csillagfürt van vetve zöldtrágyának. Ez korábbi vetésű, mint a rozsaratást követő másodvetésű zöldtrágyázás esetén, de későbbi vetésű, mint a II. fővetésű zöldtrágyás vetésforgóban. A XIII., XIV. és XV. vetésforgókban a rozs betakarítást követően, július végén augusztus elején kerül elvetésre a csillagfürt. A XIII. vetésforgóban tavasszal történik a csillagfürt leszántásra, a XIV vetésforgóban pedig ősszel. A XV. másodvetésű zöldtrágyás vetésforgó műtrágyázásban nem részesül. A szalma- és istállótrágyás vetésforgókban a szerves trágyák kijuttatása a vetésforgók első szakaszában történik. A IV. vetésforgó trágyázása nyersszalmával (3,5 t/ha) történik, az V. vetésforgóban nitrogén műtrágyával erjesztett szalmatrágya (11,3 t/ha), a VI. és VII. vetésforgóban műtrágya nélkül, vízzel erjesztett szalmatrágya (26,1 t/ha) kerül kijuttatásra. A X. és XI. vetésforgóban 26,1 t/ha istállótrágya kerül kiszórásra. Tizenegy vetésforgóban műtrágya kijuttatására is sor kerül, négyben viszont egyik szakaszban sem juttatunk ki semmilyen műtrágyát (2. táblázat). A műtrágyázott vetésforgók a 3, illetve 4 (VIII.) év alatt összesen, egységesen 94 kg/ha/3év P 2 O 5 és 84 kg/ha/3év K 2 O hatóanyag műtrágyát kapnak. A nitrogén műtrágya dózisokban különbségek vannak. Kevesebbet kap a II., III., XI. és XII. vetésforgó kísérlet, ezek 43 kg/ha/3 év hatóanyag N-t kapnak. Több nitrogént juttatunk ki a VIII., IX., XIII. és XIV. vetésforgóra: 86 kg/ha/3, illetve 4 év. A vetésforgók közül a legnagyobb mennyiségű nitrogént kapják a szalmatrágyás vetésforgók, ezek a IV., V. és VI. kíséreltek, ezek 108 kg/ha/3 év hatóanyag N-műtrágyázásban részesülnek. A kísérleti terület talaja alacsony humusztartalmú, laza homoktalaj. A talaj mechanikai összetételét tekintve durvahomok (0,25 1,0 mm) 1,1%, közepes homok (0,05 0,25 mm) 91,0%, finomhomok (0,02 0,05 mm) 2,6%, iszap (0,01 0,02 mm) 2,5%, az agyagfrakció (0,002 mm-nél kisebb) 2,8%. A talaj Arany-féle kötöttségi értéke A talaj humusztartalma 0,5 1,0%. 230

233 Vetésf. jele 1. szakasz 2. szakasz 3. szakasz 4. szakasz N P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 K 2 O I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV 2. táblázat A Westsik-féle kísérlet műtrágya adagjai (kg/ha) Table 2. Rates of fertilizers in Westsik s crop rotation experiment (kg/ha) A vizsgálathoz 2008-ban, három ismétlésben szedtünk átlag talajmintát. Egy átlagminta kilenc helyről szedett részminta összekeverésével lett készítve. A mintavétel mélysége 25 cm. A KCl-os szuszpenzióban mért ph-érték meghatározása a MSZ /2:1978, 2.1, a (NO 2 +NO 3 )- nitrogén meghatározása a MSZ 20135:1999 vizsgálati módszer szerint történt. Az adatok értékelése a MS Excel és az SPSS 13.0 program segítségével történt. Eredmények A KCl-os szuszpenzióban mért ph-érték az erősen savanyú és savanyú tartományba esnek (1. ábra). A vetésforgókat összehasonlítva a kisebb ph-értékek (ph (KCl) = 3,6 3,7) a fővetésű csillagfürt zöldtrágyás (II.), a csillagfürt magtermesztéses (III.) és a fővetésű csillagfürt zöldtakarmány-termesztéses (IX.) vetésforgókban találhatók. 6 5 SZD5%= 0,88 4 ph (KCl) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV A vetésforgók jele 1. ábra ph (KCl) -értékek a Westsik-féle vetésforgó kísérlet talajában Figure 1. ph (KCl) of the soil in Westsik s crop rotation long-term experiment 231

234 (NO 2 +NO 3 )-N (mg/kg) A másodvetésű csillagfürt zöldtrágyás vetésforgók (XIII., XIV., XV.) talajában mért phértékek (ph (KCl) = 3,8 4,0) valamelyest magasabbak, mint a fővetésű csillagfürtöt tartalmazók esetén, azonban lényeges különbség nem található közöttük. Alacsony a VIII. vetésforgóban is a KCl-os ph (3,92), melyben a csillagfürt fő- és másodvetésben is megtalálható. A XII. másodvetésű zöldtrágyás vetésforgóban magasabb a KCl-os ph-érték, mint a többi zöldtrágyás vetésforgóban. A XII. vetésforgó kettő szakaszában rozs található. Az első szakaszban zöldtakarmánynak, a második szakaszban magtermesztés céljából van vetve. A csillagfürt másodvetésben a zöldtakarmány betakarítását követően van vetve (máj. eleje), mely korábbi vetésű, mint a XIII., XIV. és XV. vetésforgókban. A XII. vetésforgóban a többi zöldtrágy